SPARE :Simulation Monte Carlo PARticules et Ecoulement - une approche Monte Carlo pour le transport de particules dans un écoulement fluide

A la chasse aux saletés !

Des dépôts de particules peuvent se former dans les conduits et nuisent au bon fonctionnement de nombreux équipements : centrales nucléaires, centrales thermiques, barrages hydrauliques…c’est ce que ce projet souhaite analyser, simuler et contribuer à résoudre.

En effet, ce projet vise à développer de nouvelles méthodes numériques efficaces et innovantes en lien avec tous ces problèmes d’écoulement qui trouveront des applications aussi bien dans le milieu industriel que dans le secteur de la santé, l’environnement…

Le projet consiste à confronter le point de vue de physiciens et de spécialistes de l’analyse numériques stochastique afin d’élaborer, dans un premier temps, une méthode numérique de type Monte Carlo pour la détermination directe de taux de collision/agglomération de particules de très petites tailles. Ensuite, dans un second temps, il s'agit d’étudier de façon  plus générique, l’analyse de vitesse de convergence de l'approximation champ moyen pour la simulation numérique de particules de fluide.

Les résultats de ces recherches auront un fort impact dans le monde industriel, avec des applications possibles dans de nombreux domaines : des centrales nucléaires aux centrales thermiques classiques pour la génération d'énergie en passant par l'industrie automobile et jusqu'à la chaîne agro-alimentaire et les nouveaux procédés de microfluidique.

Ce sujet joue également un rôle dans le domaine de la santé avec, par exemple, la capacité de supprimer toutes poussières dans les salles blanches.

Le secteur de l'environnement peut aussi bénéficier des avancées du projet SPARE avec notamment des procédés de traitement des eaux, de re-suspension d'imbrulés ou de particules nocives ou, dans un sens opposé, de dépôt favorable de particules pour les traitements de surface.

Un partenariat fort entre le monde industriel et académique  

Ce projet s'inscrit dans la synergie entre les activités Université Côte d'Azur (UCA) liées à :
- la mécanique des fluides,
- la turbulence,
- la dynamique de particules,
- la modélisation stochastique,
- la simulation numérique et le calcul scientifique.

SPARE s'appuie sur une collaboration de recherche existante entre :
- le département MFEE d'EDF R&D et l'équipe Tosca de l’INRIA,
- et sur une collaboration nouvelle entre EDF R&D MFEE, INRIA-Tosca et l’équipe « Turbulence fluide et plasma » du laboratoire Lagrange.

L’Académie 2 des Systèmes Complexes  participe au financement de ce projet de recherche pionnier, qui se distingue notamment par un partenariat innovant. SPARE s’inscrit au sein d'un autre projet au périmètre plus vaste se nommant POPART, également financé par l’IDEX UCA JEDI à travers son volet Innovation avec les mêmes partenaires. POPART vient d’être retenu pour bénéficier d’un financement Européen !

Pour en savoir plus sur ce projet, retrouvez le dossier déposé lors de l'AAP en cliquant ici.

Image 1 : Particules de poussière, image par Tomislav Jakupec de Pixabay 
Image 2 : Image Centrale nuclaire par Wolfgang Stemme de Pixabay 
Image 3 : © photo et légende : Des bulles de vapeur crées dans le sillage de la nage d'un dauphin peuvent croître/ disparaître, suivant le champ de pression instantané. Reproduit de Measurement of hydrodynamic force generation by swimming dolphins using bubble DPIV. Frank E. Fish, Paul Legac, Terrie M. Williams, Timothy Wei