Modélisation dynamique de procédés multiphasiques impliquant des transferts de masse et d' énergie

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Le programme proposé vise à développer les outils nécessaires à la résolution de problèmes de contrôle de procédés industriels avec changement de phase (ex. cuve d'électrolyse de production d'aluminium). La prédiction par modélisation mathématique de l'épaisseur de la gelée (électrolyte solidifié) sur le côté de la cuve, qui est une résistance thermique importante, n'est pas bien maîtrisée. La résolution numérique de ce problème implique la prédiction de la position de l'interface liquide-solide dans un milieu réactionnel très complexe. Relativement peu de travaux s'intéressent à l'étude des procédés impliquant un mélange liquide en équilibre avec un solide se formant sur les parois froides d'un réacteur. Aucune étude ne traite du problème combiné de transfert de masse et d'énergie dans un mélange binaire avec changement de phase et écoulement. Les travaux proposés visent à comprendre cette problématique. La proposition comprend des projets numériques et expérimentaux qui permettront de mettre au point des modèles numériques de procédés multiphasiques et de caler ces modèles au moyen de données expérimentales obtenues en étudiant un mélange binaire avec changement de phase sur un montage expérimental. Ces travaux mèneront aussi au développement de méthodes inverses pour prédire la position du front de solidification à partir de mesures.