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🎓Soutenance de Thèse : Jean-Jacques HOK

  Mercredi 19 juin 2024 Ă  14h00

  Thèses Cerfacs       Cerfacs, Salle JCA, Toulouse, France    

StratĂ©gie de modĂ©lisation pour la Simulation aux Grandes Echelles d’explosions de mĂ©langes hydrogène-air pauvres

La crise climatique Ă  laquelle le monde est confrontĂ© aujourd’hui exige des actions immĂ©diates pour rĂ©duire les Ă©missions de carbone. En particulier, une transition Ă©nergĂ©tique rapide vers des sources plus propres est nĂ©cessaire. Parmi de nombreux candidats, l’hydrogène se distingue en tant que vecteur d’Ă©nergie dĂ©carbonĂ©. Cependant, son stockage et son transport en grandes quantitĂ©s posent des problèmes de sĂ©curitĂ©. Dans le cas d’une fuite accidentelle d’hydrogène, un mĂ©lange hautement inflammable peut se former. En cas d’allumage, diffĂ©rents scĂ©narios et rĂ©gimes de combustion sont possibles, en fonction de diffĂ©rents facteurs tels que la gĂ©omĂ©trie (dimensions, confinement, prĂ©sence d’obstacles), la composition du mĂ©lange, la tempĂ©rature, la pression ou le niveau de turbulence. Ces rĂ©gimes vont de la dĂ©flagration lente Ă  la transition vers la dĂ©tonation dans le pire des cas. Pour prĂ©dire les dommages consĂ©cutifs Ă  une explosion, la MĂ©canique des Fluides NumĂ©rique prĂ©sente l’avantage d’ĂŞtre plus sĂ»re que les expĂ©riences et de donner accès Ă  des quantitĂ©s difficiles ou impossibles Ă  mesurer empiriquement. Cette thèse traite de la prĂ©diction des explosions de mĂ©langes d’hydrogène-air pauvres en utilisant l’approche de Simulation aux Grandes Échelles (SGE ou LES en anglais). Les mĂ©langes pauvres d’H2-air sont caractĂ©risĂ©s par leur nombre de Lewis subunitaire, qui traduit un dĂ©sĂ©quilibre entre les processus de diffusion molĂ©culaire et thermique avec des consĂ©quences majeures : (1) les flammes H2-air pauvres sont très sensibles Ă  l’Ă©tirement ; (2) elles sont enclines Ă  dĂ©velopper des cellules sur le front de flamme dues Ă  l’instabilitĂ© thermo-diffusive. Les deux constituent des mĂ©canismes d’accĂ©lĂ©ration qui impactent la surpression gĂ©nĂ©rĂ©e lors de l’explosion. Dans ce travail, nous montrons que l’utilisation du modèle de Flamme Épaissie (TF en anglais) pour simuler les flammes Ă  nombre de Lewis subunitaire : (1) induit une amplification de l’effet d’Ă©tirement sur la flamme ; (2) combinĂ©e Ă  la faible rĂ©solution de maillage en LES, filtre les instabilitĂ©s de front de flamme. Le couplage de ces mĂ©canismes indĂ©sirables peut gĂ©nĂ©rer une propagation erronĂ©e de la flamme qui remet en question la capacitĂ© de prĂ©diction de la LES pour les explosions de mĂ©langes H2-air pauvres. Dans le cadre de cette thèse, une stratĂ©gie de modĂ©lisation est proposĂ©e afin de prĂ©dire de manière fiable et prĂ©cise les explosions d’hydrogène-air pauvre. Un nouveau paradigme est envisagĂ© pour corriger sĂ©parĂ©ment l’amplification des effets d’Ă©tirement et modĂ©liser les phĂ©nomènes de sous-maille dus Ă  l’instabilitĂ© thermo-diffusive. Ces deux corrections sont d’abord dĂ©veloppĂ©es sur des configurations canoniques, puis Ă©tendues et validĂ©es sur des configurations d’explosion plus rĂ©alistes.

Jury 

  • Pr. Ronan Vicquelin (rapporteur) : CentraleSupĂ©lec – Laboratoire EM2C (CNRS) – UniversitĂ© Paris-Saclay
  • Pr. Ashwin Chinnayya (rapporteur) : ISAE ENSMA – Institut Pprime (CNRS) – UniversitĂ© de Poitiers
  • Pr. Nabiha Chaumeix (membre) : ICARE (CNRS)
  • Dr. Olivier Colin (membre) : IFPEN
  • Dr. Olivier Vermorel (directeur de thèse) : CERFACS
  • Dr. Omar Dounia (co-encadrant) : CERFACS
  • Antoine Dutertre (invitĂ©) : TotalEnergies

L'AGENDA

Lundi

14

Octobre

2024

Bases thĂ©oriques pour la comprĂ©hension et l’analyse de Simulations aux Grandes Echelles compressibles

Du lundi 14 octobre 2024 au mercredi 16 octobre 2024

  Formation       Cerfacs, Toulouse, France    

Mercredi

30

Octobre

2024

🎓Soutenance de thèse Jean VILLARD

Mercredi 30 octobre 2024Du 14h00 Ă  16h00

  Thèses Cerfacs       JCA Room, CERFACS, Toulouse, France    

Jeudi

31

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2024

🎓Soutenance de thèse Thomas NAESS

Jeudi 31 octobre 2024Du 14h00 Ă  16h00

  Thèses Cerfacs       SALLE JCA, CERFACS, TOULOUSE, FRANCE    

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