Assas Recherche | Modélisation et simulation de l’encrassement des échangeurs de chaleur pour eaux géothermales

Modélisation et simulation de l’encrassement des échangeurs de chaleur pour eaux géothermales (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Cazenave Florian

Cazenave, Florian

Nom

Cazenave

Prénom

Florian

Nationalité

Français

Date de soutenance : 08-10-2019

Directeur(s) de thèse : Bernada Philippe

Bernada, Philippe

Nom

Bernada

Prénom

Philippe

- Serin Jean-Paul

Serin, Jean-Paul

Nom

Serin

Prénom

Jean-Paul

Etablissement de soutenance : Pau

Pau

Nom

Pau

Laboratoire : Laboratoire de thermique, énergétique et procédés (Pau)

Laboratoire de thermique, énergétique et procédés (Pau)

Nom

Laboratoire de thermique, énergétique et procédés (Pau)

- Laboratoire de Génie Thermique Énergétique et Procédés (EA1932)

Laboratoire de Génie Thermique Énergétique et Procédés (EA1932)

Nom

Laboratoire de Génie Thermique Énergétique et Procédés (EA1932)

Ecole doctorale : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)

École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)

Nom

École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)

Informations générales

Discipline : Génie des procédés
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Géothermie, Encrassement, Modélisation, CFD, Cristallisation, Dissolution, Barytine
Mots-clés :

Géothermie
Échangeurs de chaleur -- Encrassement

Résumé : Dans le cadre de la thématique consacrée à la transition énergétique, le Laboratoire de Thermique Energétique et Procédés (LaTEP) travaille sur la géothermie profonde. Cette thèse se focalise sur l’étude de l’encrassement des échangeurs de chaleur de surface et plus spécifiquement sur la modélisation et la simulation de l’évolution d’un dépôt. L’encrassement conduit à des pertes d’efficacité et nécessite la mise en place de moyens de prévention ou de nettoyage, entraînant d’importants surcoûts. Le modèle général proposé décrit des réactions hétérogènes entre deux phases multi-constituantes, l’une liquide et l’autre solide. La phase liquide est une solution contenant des ions dilués dans un solvant, tandis que le solide est composé de constituants immobiles. L’électro-migration des espèces est prise en compte dans la description. L’interface entre les deux phases est le siège de multiples réactions hétérogènes. Les conditions aux limites faisant intervenir la vitesse de l’interface permettent le couplage complet entre les deux domaines. Ce modèle général est ensuite appliqué au cas particulier de l’encrassement d’un tube par formation de sels et résolu à l’aide de Comsol Multiphysics. La simulation d’un cas simplifié d’encrassement par le sulfate de baryum a permis d’analyser la phénoménologie de la croissance du dépôt et de mettre en évidence les effets des évolutions de la solubilité et de la cinétique via la chute de température dans le tube, ainsi que de la mobilité radiale des espèces par diffusion qui limite la croissance. L’électro-migration participe significativement au transport mais n’influence pas l’épaisseur du dépôt. L’hypothèse d’une réaction de cristallisation de la barytine instantanément équilibrée conduit à une forte surestimation de l’encrassement. La composition de l’eau est ensuite complexifiée afin d’étudier l’influence de la présence du chlorure de sodium à 1 mol.L-1, puis d’ions strontium et ainsi la co-précipitation de barytine et de célestine.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2019PAUU3013
Type de ressource : Thèse