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15 nouvelles thèses au CES

Doctorants du CES MINES ParisTech promo 2015

Résumés

1- Développement d’une nouvelle approche d’évaluation du confort dans le contexte des véhicules électriques connectés

Rachelle ABBOUD ABOU JAOUDE

Le confort thermique dans l’habitacle est un sujet redevenu d’actualité notamment avec l’électrification des véhicules et l’apparition de la notion de confort individuel. En plus de l’exigence de sobriété énergétique nécessaire pour ménager la capacité de la batterie, le développement des objets connectés ouvre des perspectives dans la personnalisation du confort et le développement de nouveaux services liés au confort dans l’habitacle. Les objectifs de la thèse sont la modélisation fine dynamique du comportement du corps humain et le développement de critères avancés pour l'évaluation du confort. L’intégration d’indicateurs permettant de contrôler et d’améliorer le confort sera également proposée.

 

2- Méthodologie pour la conception et le pilotage de réseaux de chaleur et de froid urbains intégrés

Matthildi APOSTOLOU

La production de chaleur et de froid nécessaire aux besoins de conditionnement d’ambiance, d’eau chaude sanitaire et de réfrigération constitue une grande part de l’énergie consommée dans le bâtiment. Ces énergies sont souvent produites par des systèmes indépendants et véhiculés par des réseaux séparés. La thèse vise la mise en œuvre d’une méthodologie, dérivée de méthodes développées pour l’industrie, permettant d’optimiser la conception de réseaux de chaleur et de froid intégrés et l’aide à la gestion prédictive du système intégré.

 

3- Développement et optimisation de micro-procédés pour le captage de gaz acides par des solvants lipophiles, application à la génération d’électricité à partir du biogaz

Noha BOULMAL

Les unités de génération d’électricité à partir de biogaz utilisent des moteurs à combustion ou des turbines. Les paramètres importants pour le bon fonctionnement de ces unités sont la pureté du biogaz et son pouvoir calorifique. Le sujet proposé ici traite du potentiel de réduction des besoins énergétiques lors de l’élimination des impuretés acides du biogaz par des solvants innovants de type amines lipophiles. L’objectif est d’améliorer les performances du procédé de purification du biogaz et d'atteindre ainsi un gain substantiel en termes d’énergie et de coût de traitement du gaz.

 

4- Méthodologie d’optimisation hybride (exergie/pinch) des procédés pétrochimiques

Christelle BOU MALHAM

Les méthodologies d’intégration énergétique à deux niveaux d’échelles permettent de minimiser l’apport externe d’énergie aux systèmes grâce à la valorisation maximale des synergies internes. L’ambition scientifique de cette thèse est de combiner les méthodes d’analyse exergétique et la méthode du pincement dans une approche couplée et systématique. Sans se limiter à l’optimisation des paramètres opératoires ni à l’optimisation des réseaux d’échange de chaleur, cette combinaison de méthodes permettrait de reconcevoir et d’optimiser globalement les procédés. La pertinence de la méthodologie développée sera démontrée sur des procédés du secteur pétrochimique.

 

5- Développement d’un système multi-énergie pour les futures chaînes de traction

Wissam BOU NADER

Le développement des moyens de mobilité à faible niveau d’émission et de consommation de carburant s’accélère et des nouvelles chaînes de traction plus efficaces et mieux optimisées vont s’imposer pour répondre à la problématique majeure de la qualité de l’air. L’électrification des organes de véhicules thermiques actuels et l’hybridation des chaînes de traction deviennent de plus en plus répandues. La thèse vise le développement d’une approche système de modélisation permettant de coupler des modèles détaillés de la chaîne énergétique du véhicule et de l’habitacle avec ceux des systèmes de climatisation et de chauffage. L’objectif est de concevoir de nouvelles unités de puissances adaptées aux véhicules du futur.

 

6- Intégration des procédés hybrides de récupération de chaleur et de matière par réaction chimique à partir des composés acides contenus dans les courants gazeux pré- et post-combustion, application dans l’industrie du biogaz

Iran CHARRY PRADA

L’utilisation de biogaz est une solution au problème de disponibilité des ressources énergétiques. Cependant, les techniques de purification pénalisent la compétitivité de l’exploitation des unités de biogaz. Cette thèse a pour objectif d’évaluer la pertinence du pré et post-traitement des polluants contenus dans le biogaz. Ceci implique d'une part, le développement de solvants innovants fondés sur le principe acide faible – acide fort ; et d'autre part, l’évaluation des techniques de récupération de chaleur ainsi que le traitement des polluants issus de la combustion du biogaz pollué.

 

7- Etude de stratégies de gestion énergétique en temps réel pour des îlots comportant plusieurs bâtiments

Marie FRAPIN

Les bâtiments consomment les deux tiers de l’électricité produite en France. Cette consommation est variable dans le temps et selon le bâti, il en est de même de la production d’électricité renouvelable. Ces consommations et productions intermittentes complexifient la gestion des réseaux. L’objectif de la thèse est de prévoir l’évolution des paramètres concernant la météorologie et le comportement des occupants, puis de déterminer en temps réel une stratégie de gestion prenant en compte la mutualisation des consommations et des productions entre différents bâtiments d’un îlot.

 

8- Méthodologie pour l’évaluation de la résilience des solutions d’intégration énergétique des éco-parcs industriels

Christina KACHACHA

L’intégration énergétique à l’échelle d’un territoire industriel constitue une voie d’amélioration des performances énergétiques de sites industriels ayant subi une intégration énergétique à l’échelle locale. L’objectif principal de cette thèse est de développer une méthode systématique d’évaluation de la flexibilité et de la résilience des réseaux de synergie dans les éco-parcs industriels, dans le but de proposer des conceptions robustes et flexibles. Les méthodologies mises en œuvre dans cette thèse seront appliquées à l’éco-parc en conception de la Ville du Havre.

 

9- Etude dynamique du procédé de production de méthane à partir d’hydrogène électrolytique basse température

Nouaamane KEZIBRI

Le stockage d’énergie à partir des sources renouvelables intermittentes reste un défi technologique. Le CES a travaillé dans le domaine de la production de méthane de synthèse à partir d’hydrogène et de CO₂ à recycler.  Dans le cadre de cette thèse, des connaissances nouvelles seront développées sur la dynamique des composants intégrant un procédé électrolytique de production d’hydrogène basse température. Le procédé intègrera des réacteurs d’hydrogénation catalytique du CO₂ provenant de sites de stockage souterrains et utilisera du méthane de synthèse produit pour la production d’électricité. Le CO₂ traité par le procédé sera à nouveau stocké dans le sous-sol.

 

10- Etude d’un protocole de mesure et de vérification de la performance énergétique des bâtiments

Simon LIGIER

Les dispositifs règlementaires et législatifs font évoluer la performance énergétique des bâtiments vers la basse consommation, voire l’énergie positive. Afin de mobiliser plus facilement les investissements correspondants, les professionnels du secteur souhaitent progresser vers la garantie de performance énergétique. Pour obtenir ce résultat, il est nécessaire de définir un protocole de mesure et de vérification de cette performance. L’objectif de la thèse est de développer une méthodologie qui permette la mise en œuvre d’un tel protocole.

 

11- Modélisation de la transition de phases S-L-V dans un écoulement multi-espèces et poly-phasique en mode dynamique : application au cas de CO₂ proche du point triple

Alice L’HOSTIS

Les procédés cryogéniques sont utilisés pour la séparation de certains composants à partir d’un fluide. Cette séparation est effectuée par le changement de phase du composant souhaité dans les conditions opératoires (T,P,x). Dans cette thèse, il nous intéresse de modéliser des phénomènes de changement de phase du CO₂ contenu dans un fluide. L’objectif est de développer les connaissances et les modèles mathématiques des mécanismes de cristallisation du CO₂ en écoulement stationnaire et transitoire pour faciliter les études sur les procédés de séparation cryogénique et sur les risques de colmatage d’équipements opérant à basse température.

 

12- Méthodologie pour la conception d’une instrumentation à faible coût et incertitude pour les procédés industriels

Hala RAMEH

Les schémas d’instrumentation habituellement mis en place sur les sites industriels ont pour mission d’assurer la stabilité opératoire et fonctionnelle des procédés en y intégrant les critères de qualité des produits, le respect des normes environnementales ou encore la sécurité du site industriel. La thèse vise la mise en œuvre d’une méthodologie de conception optimale d’instrumentation permettant la réalisation de bilans énergétiques et constituant un outil d’aide à l’audit énergétique. Pour ce faire, les concepts issus de l’automatisme, de la connaissance des procédés industriels ou encore de l’instrumentation doivent s’allier.

 

13- Développement de méthodes d'optimisation topologique adaptées aux écoulements en régime turbulent, application au cas des échangeurs de chaleur

Amine REBEI

L’optimisation topologique des échangeurs de chaleur associée aux techniques de fabrication additive ouvre un nouveau champ de développement aux technologies d’échangeurs compacts dans le domaine aéronautique. Le travail de thèse proposé vise l’application d’une démarche d’optimisation en régime turbulent sur un échangeur de chaleur. Le travail portera également sur la réalisation de prototypes d’échangeurs à l’aide des techniques de fabrication additive.

 

14- Modélisation prospective du potentiel de réduction des consommations de climatisation en Europe par intégration de technologies à haute efficacité

Romain TRASANCOS

L’Europe s’est fixé comme objectif de décarboner son système énergétique d’au moins 80 % entre 1990 et 2050. Cependant, l’augmentation de la demande de froid en Europe est une préoccupation majeure pour les années futures. L’objectif de la thèse est de construire un modèle bottom-up et techno-explicite de la consommation de froid dans le bâtiment et l’industrie afin d’identifier les meilleures solutions énergétiques alternatives et de quantifier l’impact de leur diffusion. Le modèle développé permettra d'élaborer des scénarios de réduction de la consommation de froid dans l’Union Européenne.

 

15- Optimisation paramétrique des échangeurs de chaleur gaz/gaz, validation par impression 3D

Samer WAKIM

Les échangeurs de chaleur sont des dispositifs qui permettent le transfert d’énergie entre deux ou plusieurs fluides à des températures différentes. Environ 82 % de l’énergie utilisée est impliquée dans les transferts de chaleur, ce qui fait des échangeurs de chaleur des composants majeurs dans les systèmes énergétiques des secteurs du transport, du bâtiment et de l’industrie. La thèse propose de développer des méthodes de conception optimale d’échangeurs de chaleur et leur prototypage par fabrication additive. La technique d’optimisation qui sera développée est basée sur une approche de réallocation dynamique de la matière sous critère de réduction de la génération d’entropie.

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