v2.11.0 (5353)

Option - MOD-IFIE3-E-RCEE-PU3-MFA : RCEE : Conversions thermochimiques haute température

Descriptif

Le module conversion chimiques à hautes températures est constitué de 3 parties : turbulence, combustion et traitement des effluents gazeux.

La première partie a pour objectif de présenter des méthodes classiques de traitement et de résolution des écoulements turbulents, et d’introduire le concept de viscosité turbulente ainsi que les hypothèses et limitations qui y sont associées. Ceci sera appliqué aux écoulements turbulents canoniques (jet, couche limite ...). Une introduction phénoménologique de la statistique des champs turbulents (statistiques multi point - temps) et les aspects de dispersion et mélange par les écoulements turbulents seront aussi traités. Puis une ouverture sera portée sur les différentes stratégies de simulation numérique des écoulements turbulents.

La deuxième partie permettra de situer la combustion dans la transition énergétique, du transport terrestre au transport aérien en passant par la production électrique. L’objectif est de transmettre aux étudiants les bases théoriques pour la différenciation des 2 principaux modes de combustion (prémélange et diffusion), leurs grandeurs caractéristiques et la résolution des équations de Navier-Stokes réactives laminaires. Ces différents concepts seront appliqués à des problèmes concrets.

Lorsqu'il y a combustion, la réaction à haute température permet la transformation de la matière qui s'accompagne de la formation de polluants. La formation de ces polluants sera présentée dans le cas de la combustion des déchets et des biodéchets. Un focus sera fait sur les polluants issus de la combustion stationnaire : Origine, formation et émission; puis les techniques de mesure et de traitement. Les technologies de séparation des particules et la conception de réacteurs industriels sera aussi abordée, notamment avec des exemples industriels concrets.

Objectifs pédagogiques

A la fin de ce module, les étudiants seront capables de :

  • Maitriser le concept de viscosité turbulente
  • Manipuler le logiciel de CFD Fluent
  • Situer la combustion dans la transition énergétique et caractériser les 2 modes principaux de combustion : prémélange et diffusion
  • Manipuler les équations de Navier-Stokes réactives simplifiées (flammes de prémélange et de diffusion)
  • Comprendre l’interaction complexe entre les différents mécanismes dans les systèmes réels (chimie, turbulence, flamme, pertes thermiques, polluants)
  • Calculer des flammes canoniques (réacteur homogène, prémélange, diffusion) avec le code open-source de cinétique chimique Cantera
  • Identifier les approches pertinentes pour la réduction et le contrôle des émissions provenant de la combustion
  • Concevoir des opérations unitaires et des processus pertinents pour la réduction des émissions des usines d'incinération
  • Effectuer des calculs techniques de base pour les équipements d'épuration des gaz, y compris les épurateurs humides, semi-humides et secs, les adsorbeurs et les séparateurs de particules

48 heures en présentiel
réparties en:
  • Cours Magistraux : 48

60 heures de travail personnel estimé pour l’étudiant.

Diplôme(s) concerné(s)

UE de rattachement

Pour les élèves du diplômeDiplôme d'Ingénieur IMT Mines Albi

  • Base de mécanique des milieux continu et de mécanique des fluides (notion de contraintes, équations de Navier-Stokes)
  • Notions de statistique et de traitement du signal (moment, corrélation, spectre, fonction de distribution)
  • Notions de thermochimie et de python pour l’utilisation de Cantera
  • Génie des procédés (dimensionnement, phénomènes de transport, cinétique, conception des réacteurs, adsorption)
  • Chimie des polluants atmosphériques

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les élèves du diplômeDiplôme d'Ingénieur IMT Mines Albi

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)

    Le coefficient de l'enseignement est : 2.5

    Programme détaillé

    Turbulence 10 séances

    Combustion 10 séances

    Traitement des effluents 12 séances

     

    Veuillez patienter