Titulaires d'une chaire
Profil
Louis Fradette
Département de génie chimique
École Polytechnique de Montréal
Titre de la chaire
Chaire de recherche industrielle CRSNG-Total en modélisation hydrodynamique de procédés polyphasiques dans des conditions extrêmes
Programme de la chaire
Programme de professeurs-chercheurs industriels
Rôle
Titulaire agrégé depuis 2011
Titulaire associé
Sommaire
Les écoulements polyphasiques sont largement utilisés dans le secteur de l'extraction du pétrole et même celui du génie de l'environnement pour la production de combustibles énergétiques, de produits chimiques et de produits biotechnologiques. Les matières premières utilisées changent rapidement en raison de la pénurie des ressources traditionnelles. Les nouvelles sources de combustibles et les mélanges de matières premières tels que la biomasse, le charbon et le coke de pétrole constituent des matières typiques pour de nombreuses applications industrielles actuelles et futures. Toutefois, leur variabilité intrinsèque alliée à des contraintes environnementales strictes rend les procédés beaucoup plus difficiles à concevoir et à utiliser. En outre, l'utilisation de températures ou de pressions élevées durant la conversion ou la manipulation des matières très visqueuses ou ayant un rapport de viscosité élevé entraînent des conditions de traitement extrêmes pour lesquelles l'hydrodynamique des procédés polyphasiques est complètement inconnue.
La gestion et la conservation des ressources naturelles sont les principaux défis à relever pour assurer la mise en œuvre de procédés verts et le développement durable. Au 21e siècle, la croissance économique exigera que l'on utilise des ressources sûres et durables pour répondre aux besoins croissants de la société. Il est donc crucial de trouver des solutions et des technologies originales susceptibles de faire appel à des matières premières beaucoup plus complexes, y compris des ressources non renouvelables (pétrole lourd, charbon et minéraux) et des ressources renouvelables. Par exemple, le Canada compte approximativement 36,4 millions d'hectares de terres cultivables. Après la moisson, la majeure partie des résidus de culture sont laissés dans les champs. Dans les Prairies, les surplus de paille disponibles pour la production de biocombustibles après son utilisation pour l'alimentation des bestiaux, comme litière, pour l'isolation et le paillage, se chiffrent à plus de 15 millions de tonnes. Il est aussi impératif de tenir compte des questions environnementales qui ont découlé de la croissance rapide de la population mondiale et de l'augmentation correspondante de l'utilisation des ressources énergétiques renouvelables et non renouvelables. Il s'agit d'un enjeu grandement stratégique puisque ces technologies sont à l'avant-garde de toute percée.
De nombreuses formes d'écoulements polyphasiques stabilisés sont observées dans tous les procédés liés aux industries pétrolière et pétrochimique, allant du puits de pétrole brut à la raffinerie jusqu'à des étapes plus en aval, soit la fabrication de produits chimiques tels que peintures, résines et polymères. Ces écoulements peuvent comprendre toutes les combinaisons possibles de gaz, de liquides, de mélanges de liquides immiscibles et de solides. Les émulsions de Pickering ou émulsions stabilisées par des particules solides ont été décrites il y a longtemps par Pickering (en 1907). Dans ce genre d'émulsions, les gouttelettes de la phase dispersée sont stabilisées themodynamiquement par des particules fines positionnées à l'interface des phases en raison de leur affinité avec les deux fluides. Les émulsions de Pickering sont fortement influencées par la mouillabilité des solides présents ainsi que par la taille des solides; ce dernier facteur détermine directement la quantité de solides requise pour stabiliser des gouttelettes d'une taille moyenne donnée.
Les propriétés très spéciales des émulsions stabilisées par des particules solides créent des possibilités pour la mise au point de procédés nouveaux ou améliorés. Toutefois, ces propriétés doivent être d'abord comprises et l'influence des divers paramètres, quantifié.
L'objet du programme de recherche proposé consiste à modéliser l'hydrodynamique des procédés polyphasiques dans des conditions extrêmes qui s'appliquent à une large gamme de technologies et de procédés, et plus particulièrement, à concevoir des modèles hydrodynamiques et phénoménologiques en vue de les appliquer aux procédés polyphasiques qui entrent en jeu dans la production d'énergie et de produits pétrochimiques. La chaire vise particulièrement à contribuer à la compréhension fondamentale des réacteurs polyphasiques, à développer et à améliorer des procédés, ainsi qu'à former des spécialistes hautement qualifiés du développement et de l'application de ces nouvelles technologies au profit du Canada.
Le groupe industriel TOTAL appuie particulièrement les travaux de la chaire, parce qu'ils combinent la recherche théorique de haut niveau dans des domaines d'intérêt pour le groupe avec un grand éventail de projets expérimentaux à diverses échelles. Le groupe industriel souligne que les travaux de la chaire sont fondés sur une analyse du procédé complet et non pas seulement de la dynamique des fluides numérique.
Partenaires
- Total E&P Canada Ltd.
- Total American Services Inc.
- Total SA, France
Coordonnées
Département de génie chimique
École Polytechnique de Montréal
2900, boulevard Édouard-Montpetit
2500, chemin de Polytechnique
Montréal (Québec)
H3T 1J4
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Téléc. : 514-340-4105
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Site Web :
http://www.polymtl.ca/recherche/rc/professeurs/details.php?NoProf=385&Langue=F
