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

  • Isabelle Raspo, Evelyne Neau. An empirical correlation for the relative permittivity of liquids in a wide temperature range: application to the modeling of electrolyte systems with a GE/EoS approach.. Fluid Phase Equilibria, Elsevier, 2020, 506, pp.112371. ⟨10.1016/j.fluid.2019.112371⟩. ⟨hal-02325903⟩ Plus de détails...
  • Hélène Cervo, Jean-Henry Ferrasse, Bernard Descales, Greet van Eetvelde. Blueprint: A methodology facilitating data exchanges to enhance the detection of industrial symbiosis opportunities – application to a refinery. Chemical Engineering Science, Elsevier, 2020, 211, pp.115254. ⟨10.1016/j.ces.2019.115254⟩. ⟨hal-02319708⟩ Plus de détails...
  • C. Savaro, J.P. Bonnet, M.V. Johansson, P. Perrier, I. Graur, et al.. Gas permeability in rarefied flow conditions for characterization of mineral membrane support. European Journal of Mechanics - B/Fluids, Elsevier, 2020, 79, pp.44-53. ⟨10.1016/j.euromechflu.2019.07.005⟩. ⟨hal-02335012⟩ Plus de détails...
  • M. Tayyab, S. Zhao, Y. Feng, Pierre Boivin. Hybrid regularized Lattice-Boltzmann modelling of premixed and non-premixed combustion processes. Combustion and Flame, Elsevier, 2020, 211, pp.173-184. ⟨10.1016/j.combustflame.2019.09.029⟩. ⟨hal-02346556⟩ Plus de détails...
  • Hélène Cervo, Stéphane Ogé, Amtul Samie Maqbool, Francisco Mendez Alva, Lindsay Lessard, et al.. A Case Study of Industrial Symbiosis in the Humber Region Using the EPOS Methodology. Sustainability, MDPI, 2019, 11 (24), pp.6940. ⟨10.3390/su11246940⟩. ⟨hal-02395672⟩ Plus de détails...
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Seminaires & Conférences

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

Mercredi 11 Décembre 2019 - Elaboration de dispositifs médicaux ophtalmiques à libération contrôlée de médicaments par imprégnation supercritique / Soutenance de thèse de Kanjana ONGKASIN
Doctorant : Kanjana ONGKASIN                   
  
Date de la soutenance :  Mercredi 11 Décembre 2019 à 14h30, amphithéâtre du  Cerege - Technopôle de l'Arbois-Méditerranée

Résumé de la thèse :
Les technologies utilisant le CO2 supercritique sont considérées comme des alternatives écologiques et éco-responsables pour la formulation de médicaments et le traitement de dispositifs médicaux. Ce travail de thèse a pour objectif de développer des dispositifs médicaux ophthalmiques innovants pour prévenir deux complications postopératoires de la chirurgie de la cataracte, l'endophtalmie et l'opacification de la capsule postérieure. Parmi d'autres procédés, l'imprégnation supercritique a été sélectionnée pour incorporer des principes actifs ophtalmiques dans des implants intraoculaires disponibles dans le commerce et largement utilisés dans la chirurgie de la cataracte. Une action ciblée des médicaments avec une libération prolongée directement dans les zones potentiellement affectées peut être atteinte sans nécessiter d'interventions médicales supplémentaires. L'imprégnation supercritique d'implants intraoculaires acryliques hydrophobes et souples a été étudiée en faisant varier les conditions opératoires de pression (8 à 25 MPa), de température (308 à 328 K) et de durée (30 à 240 min). L'influence de l'utilisation de l'éthanol comme co-solvant a également été évaluée. La cinétique de relargage du médicament in-vitro a été suivie pour déterminer les taux d'imprégnation. Afin de rationaliser l'influence des phénomènes concomitants gouvernant l'imprégnation, les comportements thermodynamiques des systèmes impliqués, polymère / CO2 et médicament / CO2, ont été étudiés. L'évolution de la sorption de CO2 dans les implants intraoculaires et leur gonflement correspondant ont été suivis en ligne par micro-spectroscopie IRTF, permettant ainsi également de déterminer le temps nécessaire pour atteindre l'équilibre thermodynamique de sorption. La solubilité des principes actifs dans le CO2 supercritique a été mesurée à l'aide d'une méthode analytique dynamique ou calculée en utilisant des modèles semi-empiriques prenant en compte la masse volumique de la phase fluide, modèles validés dans la littérature dans les plages expérimentales de pression et de température étudiées dans le procédé d'imprégnation. Les coefficients de partage des principes actifs entre la phase fluide et les implants intraoculaires ont également été évalués. Des taux d'imprégnation jusqu'à 1,07 µg.mg-1IOL et 0,74 µg.mg-1IOL ont été obtenus dans les implants imprégnés respectivement avec la gatifloxacine et le méthotrexate avec un relargage sur plusieurs semaines. L'implantation ex-vivo d'implants imprégnés de méthotrexate dans des sacs capsulaires de donneurs humains ont montré une réduction de fibrose par inhibition de la transformation épithélio-mésenchymateuse, soulignant le potentiel clinique des implants intraoculaires à libération continue innovants développés.    

Mots clés : Imprégnation supercritique, Systèmes à libération contrôlée de médicaments, Dispositifs médicaux ophtalmiques, Implants intraoculaires imprégnés, Endophtalmie, Opacification de la capsule postérieure 

Jury
Directeur de these Mme Elisabeth BADENS Aix-Marseille Université
Directeur de these Mme Yasmine MASMOUDI Aix-Marseille Université
Rapporteur Mme Feral TEMELLI Université de l’Alberta
Rapporteur M. Casimiro MANTELL Université de Cádiz
Examinateur M. Martial SAUCEAU Ecole des mines d’Albi
Examinateur M. Thierry TASSAING Université de Bordeaux
Membres invités : Dr. Michel JULIEN (Green Chem Scientific) et Dr. Arnaud RIGACCI (Mines-Paris Tech)
Mardi 10 Décembre 2019 - L'ultrafiltration pour une meilleure maîtrise de la qualité de l'eau dans les écloseries et nurseries conchylicoles / Soutenance de thèse de Clémence CORDIER
Doctorant : Clémence CORDIER                   
  
Date de la soutenance :  Mardi 10 Décembre 2019 à 10:00 , amphithéâtre du  Cerege - Technopôle de l'Arbois-Méditerranée

Résumé de la thèse :
La profession conchylicole est une activité phare du littoral français. Les écloseries et nurseries, qui produisent des huîtres au stade naissain pour les vendre aux professionnels proposent une méthode de culture alternative en conditions contrôlées avec la possibilité de maîtriser la qualité des eaux entrantes et sortantes. Au sein de ces établissements, le traitement de l'eau devient donc un sujet essentiel pour le maintien d'huîtres géniteurs, les élevages larvaires et la production de microalgues fourrages. L'objectif de la thèse est de développer l'ultrafiltration pour le traitement de l'eau dans ces structures avec le but d'éliminer en amont les agents pathogènes et les parasites pour la pérennisation des espèces et des cultures, mais aussi pour le traitement de l'eau en aval qui doit aussi viser l'inactivation de tout matériel biologique non endémique dans les zones de production concernées. La fiabilité et la robustesse de l'ultrafiltration ont été éprouvées à l'échelle semi industrielle et validées sur les différentes matrices testées en optimisant les conditions opératoires, de nettoyage mais aussi par l'utilisation d'un rétrolavage essoré. Une biosécurisation des élevages est réalisée avec (i) la protection des animaux du stade larvaire à adulte vis-à-vis d'agents pathogènes (virus OsHV1 et bactérie Vibrio aestuarianus) (ii) la rétention des gamètes d'huîtres dans les effluents, potentiellement à risque pour le milieu marin, (iii) la mise en place d'un circuit d'eau purifiée réutilisée au sein même des structures conchylicoles. La production d'algues a également été améliorée par l'ultrafiltration permettant d'envisager un transfert de technologie vers l'industrie.    

Mots clés : Ultrafiltration, Conchyliculture, Biosécurisation, Réutilisation des eaux
Jury
Directeur de these M. Philippe MOULIN Université Aix Marseille - M2P2
CoDirecteur de these M. Christophe STAVRAKAKIS Plateforme expérimentale Mollusques Marins de Bouin - Ifremer
Rapporteur Mme Camille SAUREL DTU Aqua - Danish Shellfish Centre
Rapporteur M. Romain KAPEL LRGP
Examinateur Mme Emmanuelle ROQUE D'ORBCASTEL Laboratoire Environnement Ressources Languedoc Roussillon - Ifremer
Examinateur M. Anthony MASSé Gepea

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