Industrialisation de procédés et CFD
Philippe Moulin

Toute évolution des procédés ne peut reposer que sur la connaissance approfondie des problématiques qui les génèrent et des choix qui peuvent en découler. Les problématiques  industrielles et scientifiques sont complexes et multiples. Dans ce cadre, les activités de recherche sont pour la majorité en partenariat avec un industriel dans le cadre d’un contrat de collaboration de recherche. A partir d’une idée développée au laboratoire ou d’une problématique industrielle, il s’agit ici de travailler dans un cadre réaliste de variables opératoires. Les activités de recherche sont consacrées à leur transfert vers le monde industriel où interfèrent les exigences scientifiques, économiques et celles de la confidentialité des sujets traités. Ses activités sont en forte progression et couvrent un large spectre: depuis la conception de nouvelles membranes et modules jusqu'au développement et à l'installation de nouveaux procédés membranaires industriels.

Dans le domaine des membranes, la simulation numérique est utilisée pour parfaitement définir l’hydrodynamique dans les membranes et les modules associés. Ne concernant que la partie hydrodynamique, des codes commerciaux Fluent sont utilisés. Les études sont relativement complètes car en plus des contraintes hydrauliques (pressions et vitesses d’entrée), les perméabilités de la peau et de la matrice poreuse d’une part et la géométrie (dimension et forme) des canaux et des monolithes (membranes céramiques) d’autre part sont étudiés pour prendre en compte leurs effets sur la contrainte de cisaillement et le flux de filtration. Les expériences permettent de valider ces simulations et celles ci permettent alors de prédire les flux à l’eau et limiter ainsi le prototypage. La fabrication des prototypes industriels est ainsi ciblée, réduisant leur nombre et facilitant la phase de validation expérimentale.

La plateforme d’essais de l’EPM comprend une trentaine de pilotes de filtration développant une surface filtrante comprise entre 0.25 m² et 120 m². La particularité de ces pilotes est d’utiliser des membranes industrielles qui lors du changement d’échelle permettent d’obtenir une estimation des coûts d’équipement et de fonctionnement à 10% près. C’est grâce à cette démarche que plusieurs équipements industriels ont été installés chez des industriels.