Approches thermo-énergétiques innovantes appliquées aux centrales de liquéfaction de gaz naturel

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La production de gaz naturel liquéfié (GNL) est appelée à croître au cours des prochaines années, que ce soit au Québec ou au Canada. Cependant, la liquéfaction est un procédé énergivore et émetteur de gaz à effet de serre, et des défis scientifiques et technologiques devront être relevés pour améliorer cette situation. Dans ce programme de recherche, je propose de développer de nouveaux outils de modélisation et d'optimisation afin de découvrir des designs novateurs qui permettront d'augmenter l'efficacité énergétique des centrales de liquéfaction de gaz naturel (CLGN) et de réduire leurs émissions de gaz à effet de serre. Les travaux de ce programme de recherche seront divisés en trois volets, chacun de ces volets étant dédié à l'un des trois processus thermo-énergétiques qui constituent les CLGN : (i) les équipements de purification, (ii) le cycle de liquéfaction, et (iii) le système de stockage. Dans le Volet (i), nous développerons de nouvelles équations gouvernantes pour modéliser le transfert de chaleur en milieux poreux qui existe dans les cuves de purification, et nous développerons ensuite de nouveaux designs de cuve (distributions spatiales de matériaux poreux) pour augmenter leur efficacité. Dans le Volet (ii), nous développerons une nouvelle façon de représenter et d'optimiser numériquement les cycles thermodynamiques de liquéfaction, ce qui nous permettra de découvrir de nouveaux cycles qui consomment moins d'énergie. Enfin, dans le Volet (iii), nous développerons un outil numérique afin de modéliser les pertes de gaz naturel dans les réservoirs cryogéniques; ce nouvel outil permettra d'identifier les meilleurs designs de réservoir et de diminuer les pertes de gaz par vaporisation. L'ensemble des outils de modélisation numérique développés dans ces trois volets mènera à une meilleure compréhension des processus thermo-énergétiques présents dans les centrales de liquéfaction, et les nouveaux designs qui seront découverts dans le cadre de nos travaux auront le potentiel de profiter à l'industrie canadienne, notamment dans le secteur du gaz naturel liquéfié.