Recherche

2 axes thématiques, 6 équipes de recherche, 2 sites

L'originalité du M2P2 réside dans ses thèmes de recherche dans les domaines de la Mécanique des Fluides Numérique et du Génie des Procédés. La recherche en mécanique et modélisation est associée à un fort développement méthodologique autour de codes de calcul pour la simulation d'écoulements naturels et industriels. Dans le domaine du génie des procédés, la recherche concerne le développement de procédés innovants ainsi que l'étude des verrous mis en jeu dans ces procédés dans le cadre d'une forte activité contractuelle.
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6 équipes de recherche sur deux sites

Publications

  • Jiupeng Du, Nelson Ibaseta, Pierrette Guichardon. Generation of an O/W emulsion in a flow-focusing microchip: importance of wetting conditions and of dynamic interfacial tension. Chemical Engineering Research and Design, Elsevier, 2020, ⟨10.1016/j.cherd.2020.04.012⟩. ⟨hal-02799613⟩ Plus de détails...
  • Jiupeng Du, Nelson Ibaseta, Pierrette Guichardon. Generation of an O/W emulsion in a flow-focusing microchip: importance of wetting conditions and of dynamic interfacial tension. Chemical Engineering Research and Design, Elsevier, 2020, ⟨10.1016/j.cherd.2020.04.012⟩. ⟨hal-02799613⟩ Plus de détails...
  • Siengdy Tann, Xi Deng, Yuya Shimizu, Raphaël Loubère, Feng Xiao. Solution property preserving reconstruction for finite volume scheme: a boundary variation diminishing+multidimensional optimal order detection framework. International Journal for Numerical Methods in Fluids, Wiley, 2020, 92 (6), pp.603-634. ⟨10.1002/fld.4798⟩. ⟨hal-02618891⟩ Plus de détails...
  • Siengdy Tann, Xi Deng, Raphaël Loubère, Feng Xiao. Solution Property Preserving Reconstruction BVD+MOOD Scheme for Compressible Euler Equations with Source Terms and Detonations. Computers and Fluids, Elsevier, In press, ⟨10.1016/j.compfluid.2020.104594⟩. ⟨hal-02618868⟩ Plus de détails...
  • Simon Gsell, Etienne Loiseau, Umberto D’ortona, Annie Viallat, Julien Favier. Hydrodynamic model of directional ciliary-beat organization in human airways. Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2020, 10 (8405), ⟨10.1038/s41598-020-64695-w⟩. ⟨hal-02614711⟩ Plus de détails...
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Seminaires & Conférences

Jeudi 15 octobre 2020 à 14h (soutenance reportée à une date ultérieure...) - Couplage entre le transport d'un soluté, la pression osmotique et les instabilités hydrodynamiques dans la configuration de Taylor-Couette-Application aux procédés de filtration membranaires / Soutenance de thèse Rouae BEN DHIA
Doctorant : Rouae BEN DHIA               
  
Date de la soutenance :  Jeudi 15 Octobre 2020 à 14:00
    Ecole centrale Marseille, 38 Rue Frédéric Joliot Curie, 13451 Marseille
      Amphi 3 (soutenance reportée à une date ultérieure...

      Résumé : 

      L'osmose inverse RO est par exemple l'un des processus de filtration membranaire les plus importants qui jouent un rôle primordial dans les technologies de purification de l'eau. Néanmoins, les performances du RO sont limitées par la polarisation de la concentration. Aucune étude quantitative n'existe pour évaluer comment les instabilités hydrodynamiques interagissent avec la pression osmotique élevée à la surface de la membrane en raison de la polarisation de la concentration. Ce projet de recherche s'intéresse au couplage entre les instabilités hydrodynamiques et la pression osmotique liée à la formation d'une couche limite de concentration au niveau de la membrane. L'impact des instabilités hydrodynamiques sur le flux de filtration est étudié qualitativement et quantitativement ici. Les instabilités hydrodynamiques considérées sont celles observées dans l'écoulement Taylor-Couette, connues par vortex de Taylor. La configuration de Taylor-Couette est donc utilisée comme un modèle de systèmes RO. Pour aborder qualitativement et quantitativement les interactions entre le transfert de masse, les instabilités hydrodynamiques et la pression osmotique dans la cellule de Taylor-Couette, deux approches analytiques et numériques sont développées. L'approche analytique est basée sur une analyse de stabilité linéaire et faiblement non linéaire. L'analyse de stabilité linéaire est utilisée pour prédire les conditions critiques correspondant à l'apparition de structures tourbillonnaires sous l'effet de la pression osmotique. Il a été démontré que la pression osmotique liée au flux transmembranaire radial a un effet significatif sur la stabilité de l'écoulement. En développant la théorie faiblement non linéaire, des instabilités hydrodynamiques ont été identifiées utiles pour améliorer le débit de filtration malgré la présence de la pression osmotique. L'approche numérique est basée sur des simulations numériques directes (DNS) utilisant la méthode de collocation spectrale. DNS montre un excellent accord avec les prévisions analytiques pour la plupart des cas. De plus, elle permet de quantifier l'impact des instabilités sur le flux de perméat à travers les membranes. Les résultats démontrent l'augmentation du flux de perméat.  

      Jury: 

      Directeur de these M. Pierre HALDENWANG Aix Marseille Université / M2P2
      Directeur de these M. Denis MARTINAND Aix Marseille Université / M2P2
      Rapporteur Mme Cécile LEMAITRE LRGP, Université de Lorraine - ENSIC
      Rapporteur M. Innocent MUTABAZI Université le Havre Normandie
      Examinateur M. Nils TILTON Department of Mechanical Engineering, Colorado School of Mines
      Examinateur Mme Caroline GENTRIC Université de Nantes / GEPEA
      Jeudi 7 mai 2020 à 10h par vidéoconférence - Développement d’une méthodologie facilitant l’identification et l’évaluation de symbioses industrielles dans le secteur de l’industrie pétrochimique / Soutenance de thèse Hélène CERVO
      Doctorant : Hélène CERVO               
        
      Date de la soutenance :  jeudi 7 mai 2020 à 10h par vidéoconférence

      Résumé : 

      Les symbioses industrielles permettent de créer de nouvelles collaborations entre différentes entités d’un même territoire afin d’échanger des ressources telles que des matières premières, de l’énergie, de l’information et des déchets, et d’intensifier les mutualisations de services et d’infrastructures. Ces dernières années, de nombreuses mesures ont ainsi été prises, favorisant et encourageant de telles initiatives. Néanmoins, certaines problématiques perdurent encore quant à leur mise en place et à leur démocratisation. Cette thèse se concentre sur une des problématiques principales de la symbiose industrielle : le manque de partage des informations. Les travaux de recherche s’articulent donc autour de la question suivante :

      Comment formaliser l’échange d’informations entre partenaires industriels dans le but de faciliter la détection et l’évaluation des symbioses industrielles ?

      Le concept de blueprint est développé et proposé comme solution facilitant l’échange de données entre partenaires industriels. Le blueprint est une représentation générique d’un procédé industriel donné. Une méthodologie détaillée, décrivant la construction du blueprint, la définition des flux qu’il contient, ainsi que la visualisation des profils le constituant, est également présentée. Celle-ci est appliquée à un système industriel de grande envergure : une raffinerie, démontrant sa faisabilité. Enfin, plusieurs exemples d’utilisation du blueprint dans un contexte de symbiose industrielle sont développés. Ils permettent de comprendre dans quel cadre plusieurs blueprints peuvent être combinés, et mettent en évidence la pertinence de la méthode ainsi que les limites de son utilisation.    

      Jury: 

      Prof. François MARECHAL   / École Polytechnique Fédérale de Lausanne -> Président du jury
      Prof. Ronny VERHOEVEN   / Ghent University -> Vice président du jury
      Prof. Simon HARVEY / Chalmers University of Technolog-> Rapporteur
      Prof. Raphaële THERY HETREUX / INP Toulouse     -> Rapporteur
      Prof. Lieven VANDEVELDE  /  Ghent University  -> Rapporteur
      Prof. Olivier BOUTIN  /  Aix-Marseille Université  -> Examinateur
      Dr. Bernard DESCALES / INEOS -> Invité
      Dr. Solène LE BOURDIEC / EDF -> Invité
      Prof. Jean-Henry FERRASSE / Aix-Marseille Université -> Directeur de thèse
      Prof. Greet VAN EETVELDE  /  Ghent University -> Directeur de thèse
      Jeudi 19 Décembre 2019 - Simulating multiphase reactive flows: issues & techniques / Soutenance HDR Pierre BOIVIN
      Dr. Pierre BOIVIN                
        
      Date de la soutenance :  jeudi 19 décembre 2019 à 14h, dans l'amphithéâtre 3 de Centrale de Marseille / Plot 6

      Résumé :
      Je présenterai (en anglais) une sélection de travaux que j'ai réalisé ou dirigé depuis l'obtention de mon doctorat. Pour ce faire, je démarrerai par une introduction sur mon parcours, suivie d'une courte présentation entièrement subjective des challenges restants en modélisation des écoulements réactifs. Je tenterai enfin de donner quelques pistes de recherche permettant d'apporter une meilleure compréhension des phénomènes physiques en jeu. J'aborderai en particulier des questions de cinétique chimique, de thermodynamique, ou encore de méthodes numériques pour la mécanique des fluides.  

      Tuteur: 
      Pierre HALDENWANG

      Jury: 
      • Luc Vervisch, rapporteur,
      • Thierry Poinsot, rapporteur,
      • Vincent Giovangigli, rapporteur,
      • Elaine Oran, examinateur,
      • Pascale Domingo, examinateur,
      • Pierre Sagaut, examinateur,
      • Sergey Gavrilyuk, examinateur.
      Mardi 17 Décembre 2019 - Eco-design of a Dry Cleaning Machine by Integration of a Membrane Process for Solvent Dehydration / Soutenance de thèse Oleksandr DIMITROV
      Doctorant : Oleksandr DIMITROV               
        
      Date de la soutenance :  le 17 décembre 2019 à 10h30, Amphi 3, Centrale Marseille. 

      Résumé : la soutenance se tiendra à huit-clos

      Jury: 
      Denis ROIZARD                                    DR CNRS, LRGP, Nancy                             Rapporteur
      Boris KOSOY                                        Professeur, ONAFT, Odessa                        Rapporteur
      Ilham MOKBEL                                    MCF, Univ Lyon 1, Lyon                                 Examinatrice
      Isabelle RASPO                                    CR CNRS, M2P2, Marseille                          Examinatrice
      Sylvain MARC                                      PhD,  Arcane Industries, Géménos               Examinateur
      Pierrette GUICHARDON                     Professeur ECM, Marseille                             Directrice de thèse
      Evelyne NEAU                                     Professeur EM, Aix-Marseille Univ, Marseille   Invitée
      Olivier BAUDOUIN                             Ingénieur, PROSIM, Labège                               Invité
      Jacques JOSE                                      Professeur EM, Univ Lyon 1, Lyon                   Invité
      Alfred TESTA                                       Dirigéant, Innovaclean, Géménos                     Invité
      Mercredi 11 Décembre 2019 - Méthode d'optimisation multiobjectif de la conduite d'un réacteur nucléaire ; application à un RNR-Na fonctionnant avec un cycle de Brayton / Soutenance de thèse de Avent GRANGE
      Doctorant : Avent GRANGE                   
        
      Date de la soutenance :  Mercredi 11 Décembre 2019 à 10:00 ; Château de Cadarache, bâtiment N°901 Route de Vinon-Sur-Verdon, 13115 Saint-Paul-les-Durance

      Résumé de la thèse :
      La définition de la conduite d'un réacteur nucléaire permet à ce dernier d'atteindre des objectifs en termes de rendement thermodynamique, de manœuvrabilité, de durée de vie et de répondre à des exigences de sûreté. La méthode développée lors de ces travaux de thèse définit la conduite par la résolution d'un problème d'optimisation multiobjectif et contraint. Les variables de décision retenues pour résoudre ces problèmes sont les consignes, les actionneurs et les paramètres des systèmes de contrôle-commande associés aux régulations mises en oeuvre dans la conduite. L'espace de définition de ces variables de décision, nommé espace de recherche, est potentiellement de grande dimension. La recherche des conduites optimales dans cet espace nécessite alors un nombre de calcul élevé. La conduite d'un réacteur au cours d'un transitoire de fonctionnement normal, incidentel ou accidentel est modélisée par l'Outil de Calcul Scientifique (OCS) de thermohydraulique système CATHARE2. La durée d'exécution d'un calcul avec cet OCS étant longue, son utilisation pour résoudre le problème d'optimisation dans un temps raisonnable est inadaptée. La méthode développée réduit alors la dimension de l'espace de recherche et construit des modèles de substitution (métamodèles) à l'OCS CATHARE2 pour reproduire les objectifs et les contraintes en fonction des variables de décision. Ces métamodèles utilisent la structure de processus gaussiens conditionnés sur une base d'apprentissage de la variable à reproduire. Un couplage de ces modèles de substitution à un algorithme génétique permet de définir un ensemble de conduites réparties de manière homogène dans les zones optimales de l'espace des solutions. Les faibles erreurs de prédiction des métamodèles permettent alors d'approcher efficacement le front de Pareto. Deux applications de la méthode sont réalisées pour le réacteur ASTRID avec un cycle de Brayton pour le Système de Conversion d'Energie. La première optimisation atteste des capacités du SCE-gaz à évacuer la puissance résiduelle lors d'un incident de manque de tension externe. Ainsi, 34 conduites, bien réparties à travers le front de Pareto, définissent des compromis optimaux entre les temps d'atteinte de l'état d'arrêt à froid du réacteur et les gradients thermiques à travers la cuve principale du réacteur. La seconde application permet de définir un ensemble de conduites optimales lors d'un transitoire de réglage de fréquence. Ces conduites optimisent simultanément trois objectifs et assurent le respect de deux contraintes relatives à la qualité de la régulation de la puissance électrique produite à l'alternateur du réacteur. Les conduites optimales retenues représentent de manière homogène le front de Pareto et chacune de ces solutions est proche de la référence modélisée avec l'OCS CATHARE2. 

      Mots clés : Optimisation mutiobjectif, Processus gaussien, thermohydraulique, RNR-Na, Cycle de Brayton

      Jury

      Directeur de these M. Jean-Henry FERRASSE Aix Marseille Université, CNRS, Centrale Marseille
      Rapporteur M. Jean BACCOU IRSN
      Rapporteur Mme Elsa MERLE PHELMA
      CoDirecteur de these M. Olivier BOUTIN Aix Marseille Université, CNRS, Centrale Marseille
      Examinateur M. Abderrazak LATIFI Université de Lorraine
      Examinateur Mme Amandine MARREL Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives

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