Echangeur de chaleur assisté par ultrasons

Les équipes de l'institut utilisent leurs compétences pour apporter des idées nouvelles et à partir de ces idées, construire des projets qui font progresser ces idées vers des produits innovants.

C'est le cas du projet VIBRHEX (VIBRating Heat EXchanger), qui a pour objectifs la conception et l'étude d'un échangeur de chaleur couplé à un générateur d'ultrasons.Ce concept nouveau, pour lequel toute la structure de l'échangeur résonne à une fréquence ultrasonore donnée, constitue une voie de réponse originale aux deux problématiques récurrentes rencontrées dans le domaine des échangeurs thermiques industriels:

  • l'amélioration de l'efficacité des transferts de chaleur

  • la réduction/limitaion de l'encrassement

Mathieu LEGAY, doctorant au LEPMI a réalié sa thèse sur cette thématique:

A l'origine, j'ai été particulièrement intéressé et attiré par l'originalité de ce sujet qui s'avérait prometteur à la fois grâce aux résultats préliminaires encourageants et de par le faible nombre de travaux répertoriés dans la littérature scientifique (articles et brevets).

Il s'agissait plus particulièrement de développer et d'étudier le concept d'échangeur de chaleur vibrant sur une géométrie bi-tube. Vu le potentiel de valorisation scientifique d'un tel sujet et les nombreux aspects théoriques à approfondir, nous avons décidé en premier lieu de concevoir un banc d'essais spécialement adapté pour une étude approfondie de cet échangeur.

Les travaux ultérieurs ont donné lieu à une grande quantité de résultats expérimentaux, ainsi qu'à plusieurs communications et publications, ce que j'ai particulièrement apprécié au cours de cette thèse. J'ai en effet trouvé très intéressant le fait de pouvoir acquérir ces compétences, nécessaires dans le domaine de la R&D (expérimentation, rédaction, communication), qui peuvent être valorisées par la suite auprès de futurs employeurs. Par ailleurs, le projet VIBRHEX faisant intervenir différents partenaires dont les domaines d'expertise sont complémentaires (thermique, ultrasons, échangeurs,...), cette expérience professionnelle m'a amené à constituer un premier réseau de contacts, parmi lesquels se trouvent plusieurs collaborateurs industriels. Le fait de pouvoir toujours garder à l'esprit les difficultés technologiques actuelles nécessitant un travail de R&D est aussi tout à fait bénéfique pour tout doctorant en ingénierie.

En conclusion, cette thèse financée par l'institut Carnot Énergies du Futur, m'a donc permis d'être confronté à la résolution de problèmes technologiques et scientifiques aux enjeux industriels importants, d'acquérir ou d'améliorer plusieurs compétences liées au domaine de la R&D et de fonder les bases d'un premier réseau professionnel.

Suite aux résultats encourageants obtenus à la fois sur l'intensification des transferts thermiques et sur le rédaction de l'encrassement, un nouveau projet (PETRUS: Prototype d'Échangeur de TRansfert sous UltraSons) a été soutenu dans le cadre du 6ème Appel à Manifestation d'Intérêt lancé par TOTAL et l'ADEME.

Ce projet prend donc la suite du projet VIBRHEX et a pour objectif final la mise au point d'un démonstrateur industriel (50kW environ) intégrant un échangeur à plaques.

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