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Ense3 – Grenoble-INP Mécanique des fluides et couplages multi-physiques associés (thermique, électromagnétisme, électrochimie, matériaux...) du Mercredi 03 mai 2017 au Jeudi 04 mai 2017

Personnes à contacter

Céline Bourgeois : Celine.Bourgeois@ense3.grenoble-inp.fr
Hayate Khennouf : Hayate.Khennouf@ense3.grenoble-inp.fr

Lien internet : ICI

Intervenants

Yves Marechal, Professeur des Universités, Directeur de Grenoble-INP-Ense3
Guillaume Balarac, Maitre de Conférences Ense3 / LEGI
Yann Bultel, Professeur des Universités Ense3 / LEPMI
Laurent Davoust, Professeur des Universités Ense3 / SIMAP
Laurent Jossic, Maitre de Conférences Ense3/Laboratoire Rhéologie et Procédés
Thierry Maitre, Maitre de Conférences Ense3 / LEGI
Samuel Siedel, Maitre de Conférences Ense3 / SIMAP

Synopsis

Dans les domaines de l'énergie, de l'environnement, des transports et du génie des procédés (métallurgie, pétrole, biotechnologies...), la mécanique des fluides occupe une place de choix. Les couplages multi physiques associés sont très variés (transferts thermiques ou de masse, électro/magnétohydrodynamique, rhéologie...). Les activités de l'Ense3 et celles de ses différents laboratoires en sont une bonne illustration. Il s'agit de le démontrer à travers :
- des conférences dédiées à la mécanique des fluides et certains de ses couplages multi-physiques ou multi-échelles dans l'énergétique, la thermique, le génie chimique, l'électromagnétisme, les matériaux.
- des TP qui abordent des concepts fondamentaux avec une double approche théorique et pratique (pertes de charges, conduction thermique, bilan énergétique, coefficient de trainée et de portance).

Cible : Professeurs de classe préparatoire de Physique, de Mathématiques et de Sciences et Techniques Industrielles
Date et Horaires : Mercredi 3 mai 2017 de 8h15 à 18h et Jeudi 4 mai 2017 de 9h à 17h30
Lieu : Ense3, 21 avenue des Martyrs, 38031 GRENOBLE CEDEX 1

Conférences

Introduction : Yves Maréchal

Magnétohydrodynamique : L. Davoust
Quelques applications de la magnétohydrodynamique (MHD) sont brièvement évoquées (ITER, lévitateur…). Les couplages MHD fort (astrophysique) et faible (applications industrielles) sont présentés. Les équations de la MHD faible sont mises en place en soulignant l’influence particulière de la force de Lorentz et de la densité de courant électrique. Les nombres adimensionnels de Hartmann et de Reynolds magnétique sont introduits à cette occasion. Dans le cas permanent, la diffusion magnétique de la vorticité et les écoulements de Hartmann sont présentés avec une attention particulière accordée aux couches limites capables de piloter les écoulements en conduites.

Couplage Mécanique des fluides-Electrochimie-Thermique : Y. Bultel
Les piles à combustible sont des systèmes de conversion électrochimique, qui présentent des caractéristiques uniques en tant que systèmes de génération de courant électrique. Puisqu'elles convertissent directement le carburant (méthane, hydrogène, oxyde de carbone et autres hydrocarbures) elles offrent des efficacités plus grandes que beaucoup de systèmes conventionnels utilisant des combustibles fossiles. Les caractéristiques principales incluent : efficacité électrique élevée de conversion, basses émissions et qualité élevée de courant électrique. Puisque les étapes intermédiaires de production de chaleur et de travail mécanique typiques de la plupart des méthodes conventionnelles de production d'électricité sont évitées, les piles à combustible ne sont pas limitées par les cycles thermodynamiques des moteurs et le rendement de Carnot. Cependant, à la différence des batteries, les alimentations en combustible et comburant des piles à combustible doivent être continues pour permettre un fonctionnement sans interruption et la chaleur produite par les réactions électrochimiques évacuée.

Rhéologie : L. Jossic
La grande majorité des matériaux passent, au cours de leur élaboration ou dans leur mise en œuvre par un état visqueux, pâteux ou gélifié très généralement non-linéaire. C’est le cas entre autres des produits alimentaires, cosmétiques, pharmaceutiques ou du bâtiment tels que le béton ou les peintures. Dans un premier temps, les comportements non-newtoniens les plus courants seront présentés. On introduira également les principaux nombres adimensionnels permettant de caractériser leur comportement sous écoulement. On s’intéressera enfin à l’impact des propriétés rhéologiques sur certains écoulements industriels ou naturels.

Turbulence et simulation numérique : G. Balarac
Dans de nombreuses applications industrielles, les écoulements sont turbulents. Les écoulements turbulents se caractérisent par le développement d'une très large gamme d'échelles du mouvement. Lorsque de tels écoulements sont étudiés via l’outil numérique, la puissance des calculateurs actuels ne permet pas d’envisager une simulation explicite de toutes ces échelles. Une part de l’écoulement doit alors être modélisée. On s’intéressera ainsi aux aspects théoriques de la simulation (mise en équation, modélisation et résolution numérique) et on présentera l’apport de la simulation numérique pour l’étude de systèmes industriels liés à la production d’énergie (centrales hydroélectriques et hydroliennes).

Programme

3 mai : Conférences et Travaux Pratiques
8h30 – 9h00 Accueil du directeur
9h00 – 10h15 Conférence Magnétohydrodynamique
10h30 – 11h45 Conférence Couplage Mécanique des fluides-Electrochimie-Thermique
Buffet
13h15 – 17h15 Travaux pratiques : mise en œuvre des concepts fondamentaux de la mécanique des fluides et de la thermique.

4 mai : Conférences et Travaux Pratiques
9h00 – 10h15 Rhéologie
10h30 – 11h45 Turbulence et simulation numérique
Buffet
13h15 – 17h15 Travaux pratiques : mise en œuvre des concepts fondamentaux de la mécanique des fluides et de la thermique.
17h15 – 17h30 Bilan de la formation

Travaux pratiques


Les TP permettent d’aborder des notions fondamentales de la mécanique des fluides et de la thermique.
TP Pertes de charges – Thierry Maitre
TP Bilan thermique d’une climatisation – Samuel Siedel
TP Coefficient de trainée et portance – Soufflerie – intervenant à définir
TP Conduction instationnaire – Laurent Davoust