Thèse OT-22142

Caractérisation de la génération et de l’écoulement de coulis diphasique solide-liquide pour le stockage et transport de froid

92160 ANTONY

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

RESUME DE L’OFFRE DE THESE

La production de froid représente 20 % de l’énergie électrique consommée dans les pays industrialisés (agroalimentaire, chimie, électronique, transport, confort de l'habitat…) et 8 % des rejets de gaz à effet de serre (GES) lorsque l’on inclut l’impact des fluides frigorigènes. La réfrigération secondaire utilisant des fluides frigoporteurs diphasiques (coulis de glace ou d’hydrates) permet de diminuer considérablement la quantité de fluide frigorigène contenue dans la machine frigorifique et de diminuer la consommation énergétique du système grâce notamment à la forte densité énergétique par unité de volume du fluide et son couplage avec un dispositif de stockage. La mise en œuvre des coulis nécessite l’utilisation à la fois d’un générateur de coulis et d’une cuve de stockage. Les générateurs disponibles sont aujourd’hui de type surface raclée.

VOTRE MISSION ET VOS ACTIVITÉS

Contexte du projet de thèse :

L’équipe ENERFRI étudie depuis plus de 30 ans l'utilisation des fluides frigoporteurs diphasiques. Différents aspects de ces fluides ont été étudiés : génération, cinétique de formation, écoulement, transferts thermiques et caractérisation et modélisation des systèmes de distribution de fluide. Par ailleurs plusieurs types de fluides frigoporteurs ont été étudiés : les coulis de glace, les coulis d’hydrates de sel et les coulis d’hydrates de gaz (CO2).

 

 Objectifs de projet de thèse :

L’objectif de cette thèse est de développer un générateur de coulis sans lames racleuses. En d’autres termes, il s’agit de générer le coulis sans qu’il ne se forme de glace sur une surface refroidie. L’influence de l’état de surface, de la nature des additifs, de l’état du fluide (monophasique ou diphasique) sur la formation du coulis et son utilisation seront des objets d’étude. La compréhension de la cristallisation sur une surface est essentielle pour la viabilité de la génération de coulis sans parties mécaniques (Samah, 2023). Néanmoins ce processus n’est qu’une étape du procédé et les caractéristiques de l’écoulement du fluide, modifié afin qu’il ne se forme pas de glace en surface, ne doivent pas pénaliser les propriétés d’écoulement du fluide pour sa distribution vers les lieux d’utilisation. La modélisation du procédé doit donc être multi-échelle. Elle intégrera les échanges de masse et de chaleur depuis la génération du coulis (cristallisation), son écoulement jusqu’à son utilisation. Ces phénomènes peuvent être décrits en s’appuyant sur des outils expérimentaux : visualisation et mesure granulométrique pour caractériser la formation des nucléi et des cristaux, boucles expérimentales pour la caractérisation rhéologique et thermique (Dufour, 2017).

Résultats attendus :

L’objectif de ces travaux est de définir des indicateurs de performance pour établir un cahier des charges d’un nouveau générateur. Ces indicateurs traduiraient à la fois des exigences liées à l’efficacité énergétique de la génération du coulis et aux bonnes propriétés d’écoulement. A terme, ces travaux permettront d’alimenter le modèle d’évaluation des systèmes de réfrigération secondaire à base de coulis développé dans l’équipe.

 Environnement de travail :

FRISE, unité de recherche basée à Antony (92) étudie les systèmes de refroidissement et de réfrigération pour la conservation des aliments sous contrainte d’un faible impact environnemental et de la sécurité des aliments. L'équipe de recherche Enerfri conduit des travaux sur la maîtrise de la dépense d'énergie et la réduction de l'impact environnemental des machines frigorifiques

 

Formations et compétences recherchées

Master/Ingénieur (Bac+5)

Formation :  Master 2 en Génie des Procédés Energétique

Connaissances souhaitées :  modélisation énergétique et modélique des fluides

Aptitudes recherchées :  Gout pour le travail expérimental

 

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

- Remboursement partiel de votre abonnement transport (du domicile au lieu du travail)

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation

Référence de l'offre

  • Contrat : Thèse
  • Durée : 36 mois
  • Début du contrat : 01/11/2024
  • Rémunération : 2100 € mensuel brut
  • N° de l'offre : OT-22142
  • Date limite : 15/09/2024
Le centre Ile-de-France - Jouy-en-Josas - Antony

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