Modélisation expérimentale des échangeurs de chaleur : comparaison des approches dédiées aux modèles LPV et aux modèles 2-D

Sujets de thèse

Intitulé de la thèse
Modélisation expérimentale des échangeurs de chaleur: comparaison des approches dédiées aux modèles LPV et aux modèles 2-D
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Financement institutionnel, Contrat Doctoral, Financement régional, Contrats université sur projets,)
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Mathématiques
Spécialité de doctorat : Image Signal et Automatique

Lieu de travail
Université de Poitiers
Laboratoire d’accueil : LIAS

Introduction
Le projet est centré sur la détection de l’encrassement dans des échangeurs de chaleur à partir des données classiquement mesurées lors du fonctionnement. L’encrassement des échangeurs est un phénomène dont les effets néfastes sont relativement bien connus dont un, majeur, est une surconsommation d’énergie due à un écart de température supérieur à celui nécessaire. La détection et la localisation des encrassements des échangeurs présentent donc des enjeux importants, à la fois financiers et environnementaux, pour éviter des surconsommations et permettre des opérations de maintenance ciblées. Le caractère progressif de l’encrassement rend sa détection assez délicate et les outils simples couramment utilisés sont mis en défaut. La localisation de ce phénomène est une difficulté supplémentaire, en particulier si on n’utilise que les données d’entrée/sortie classiquement mesurées ((températures, pressions, débits) sans ajouter de capteur particulier (type ultrason pour l’épaisseur de dépôt).

L’équipe Identification, Modélisation et Diagnostic des Systèmes du LAII possède une expertise reconnue pour la modélisation, l’identification et le diagnostic des systèmes non linéaires à représentation continue ainsi que sur la modélisation des phénomènes de diffusion couramment rencontrés sur les procédés thermiques. Elle a de plus déjà mené des premiers travaux sur le sujet de la détection de l’encrassement dans les échangeurs de chaleur dans le cadre du projet DESURENEIR. Ce travail de thèse s’inscrit dans la continuité de ces travaux dans le contexte expérimental de l’encrassement des échangeurs de chaleur décrit ci-dessus. Une première attention sera portée sur la modélisation des transferts de chaleur au sein des échangeurs à partir de données entrée/sortie. L’étude de la détection des encrassements sera alors considérée en se basant sur l’estimation de paramètres physiques dont la variation pourrait être la signature d’un encrassement. Deux approches seront plus particulièrement considérées et comparées pour l’estimation de ces paramètres physiques: la structure LPV (Linear Parameter-Varying) qui est proche des structures standard LTI avec une flexibilité telle qu’elle est capable d’approcher les comportements non-linéaires; la modélisation 2-D capable quant à elle d’approcher les systèmes multidimensionnels et de représenter les systèmes régis par des équations aux dérivées partielles.

Les outils développés dans ce travail seront testés et validés sur une maquette développée au laboratoire Tempo de Valenciennes et sur les données issues d’une centrale géothermique de Reykjavik en Islande.

Ce travail sera mené en collaboration avec le Professeur José Ramos du Nova Southeastern University (Fort Lauderdale – Florida – USA).

Présentation de l’équipe de recherche

Résumé de la thèse en français

Résumé de la thèse en anglais

Description complète du sujet de thèse

Objectifs scientifiques de la thèse

Compétences à l’issue de la thèse

Mots clés (séparés par des virgules)

Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
Connaissances en automatique et optimisation

issu d’une formation en automatique, le candidat devra avoir une bonne connaissance en identification des systèmes. Une formation de base en thermique et une connaissance des logiciels scientifiques Matlab-Simulink et Labview est souhaitée. Responsable et organisé, le candidat devra être pédagogue, posséder une aisance relationnelle et un intérêt réel pour le fonctionnement en équipe. Une bonne maîtrise de l’anglais est indispensable.

Modalité de dépôt des candidatures
CV et lettre de motivations à envoyer par mail avant entretien

Directeur de thèse
Thierry POINOT
Adresse mail du directeur de thèse : Thierry.Poinot@univ-poitiers.fr
Téléphone Directeur de thèse : 05 49 45 35 12

Co-directeur de thèse
Guillaume MERCERE
Adresse mail du co-directeur de thèse : Guillaume.Mercere@univ-poitiers.fr
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON
Thèse pour Action transverse : NON

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