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Le 17 janvier 2019 à 14h00

Soutenance de thèse : Robin CAMPET – “Simulation et optimisation des procédés de craquage thermique”

Marie LABADENS |  CERFACS, SALLE DE CONFÉRENCE JC ANDRÉ - TOULOUSE |  

Le procédé de craquage thermique est un procédé industriel sensible aux conditions de température et de pression. L’utilisation de réacteurs aux parois nervurées est une méthode permettant d’améliorer la sélectivité chimique du procédé et grâce à une augmentation significative des transferts de chaleur. Cependant, cette méthode induit une augmentation des pertes de charge dans le réacteur, ce qui est dommageable pour le rendement chimique et doit être quantifié. En raison de la complexité de l’écoulement turbulent et de la cinétique chimique, le gain réel offert par ces géométries en terme de sélectivité chimique est toutefois mal connu et difficile à estimer, d’autant plus que les mesures expérimentales sont très rares et couteuses.

L’objectif de ce travail est d’une part d’évaluer le gain réel des parois nervurées sur le rendement chimique, et d’autre part de proposer de nouveaux design de réacteurs offrant une sélectivité chimique optimale. Ceci est rendu possible par la simulation numérique aux grandes échelles (LES), qui est utilisée pour étudier l’écoulement réactif à l’intérieur de diverses géométries de réacteurs. Le code AVBP, qui résout les équations de Navier-Stokes compressibles pour les écoulements turbulents, est utilisé pour simuler le procédé grâce à une méthodologie numérique adaptée. En particulier, les effets des pertes de charge et du transfert thermique sur la conversion chimique pour un réacteur lisse et un réacteur nervuré sont comparés afin de statuer sur l’impact de la rugosité de paroi dans des conditions d’utilisation industrielles. Une méthodologie d’optimisation du design des réacteurs, basée sur plusieurs simulations numériques, est finalement mise au point et utilisée pour aboutir à un design de réacteur de craquage thermique innovant, maximisant le rendement chimique.

Jury

Kevin Van Geem, professeur à Ghent University, Rapporteur

– Laurent Joly, professeur à ISAE SUPAERO Toulouse, Rapporteur

– Tom Alderweireldt, expert craquage thermique à TOTAL, Membre

– Angelo Iollo, professeur à Université de Bordeaux, Membre

– Franck Nicoud, professeur à Université de Montpellier, Membre

– Marouan Nemri, expert craquage thermique à TOTAL, Invité

– Bénédicte Cuenot, chercheur senior au CERFACS, Directrice de thèse 

– Eléonore Riber , chercheur senior au CERFACS, Co Directrice de thèse