Modélisation de problèmes multi-physiques couplés dans le domaine de l'aluminium

L 'édécement de modèles representant fidèlement le comportement de matériaux dans des situations multiphysiques，即存在多个相互叠加、相互竞争或相互串通的现象，这很难。大自然对这些困难无动于衷，这些情况很难处理。历史上，人类一直在关注一个人，他一直在研究一个量化的错误，这是一种轻微的错误。为什么技术手段中的复杂模型不能准确地测量物理化学现象，也不能在实际应用中测量这些模型？L'évolution technologique des dernières années nous permet maintenant de considerer le comportement des matériaux d'une manière plus fine.测量方法的有效性和计算方法的可靠性。该项目涉及的技术领域是通过Hall-Héroult的工艺生产铝。曲管材料的机械性能受到电、电、机械和化学的影响。图斯的这些现象都是在考虑材料之间的接口、受这些中断影响的法律时发生的。此外，还特别说明了如何在室温下对montée曲线上的耐火材料进行改进，以便将其转移到随后的多孔材料上。为了理解化学物质在耐火材料中迁移的机理以及影响电解槽还原的不同组分的形成，必须使用数学和数值模型。该项目旨在提高电解槽寿命的一般性，其成本从10万美元到40万美元不等。为了减少能源消耗，必须加强能源转化过程。

L'élaboration de modèles représentant fidèlement le comportement de matériaux dans des situations multiphysiques, i.e. en présence de plusieurs phénomènes qui se superposent, qui entrent en compétition ou qui agissent en toute complicité, est difficile. La nature étant insensible à ces difficultés, ces situations sont courantes et quotidiennes. Historiquement, l'être humain a tendance à simplifier tout en essayant de quantifier l'erreur commise par sa paresse. Pourquoi élaborer des modèles sophistiqués si les moyens technologiques ne permettent pas de mesurer correctement des phénomènes physico-chimiques et de mettre en oeuvre ces modèles pour des applications pratiques? L'évolution technologique des dernières années nous permet maintenant de considérer le comportement des matériaux d'une manière plus fine. Les moyens techniques permettent d'effectuer des mesures fines et les moyens informatiques permettent de faire des calculs impressionnants. Le domaine technologique touché par ce projet est la production de l'aluminium par le procédé dit de Hall-Héroult. Le comportement mécanique des matériaux de la cuve est largement affecté par des champs électrique, thermique, mécanique et chimique. Tous ces phénomènes doivent être traités en prenant en compte les interfaces entre les matériaux, les lois d'échange étant affectées par ces discontinuités. Plus spécifiquement, on vise à modéliser les matériaux réfractaires de la cuve lors de la montée en température de celui-ci tout en prenant en compte le transfert vers les matériaux poreux qui l'entourent. De la même manière il est nécessaire d'élaborer des modèles mathématiques et numériques pour comprendre les mécanismes de migration d'espèces chimiques dans les matériaux réfractaires et de la formation de différents composées qui pourraient affectées le rendement de la cuve d'électrolyse. Ce projet a pour but général d'augmenter la durée de vie des cuves d'électrolyse dont le coût varie de 100k$ à 400k$ par cuve. On vise également à augmenter le rendement énergétique de ce procédé pour diminuer la consommation d'énergie.