Titulaires d'une chaire
Profil
Jamal Chaouki
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 principal 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.
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.
Les deux principaux thèmes de recherche intégrés proposés par M. Chaouki sont les suivants :
- Lits fluidisés turbulents : les objectifs relatifs à ce thème de recherche consistent à concevoir de nouveaux modèles fondés sur des résultats expérimentaux pour décrire avec exactitude l'hydrodynamique des lits fluidisés turbulents soumis à des températures et des pressions élevées afin de cerner les effets des forces interparticulaires par la méthode des éléments discrets et d'étudier les effets de jets dans les lits fluidisés turbulents.
- Réacteurs à suspension solide et colonnes à bulles : les objectifs relatifs à ce thème de recherche consistent à générer des données empiriques sur la performance des réacteurs à suspension solide dans des conditions de fonctionnement industriel typiques où on retrouve notamment de hautes températures, des pressions élevées, de grandes vitesses superficielles et des concentrations élevées de solides, afin d'étudier l'incidence de la conception du distributeur de gaz, de facteurs internes et de la géométrie et des dimensions du réacteur sur le comportement de ces systèmes, ainsi qu'afin d'étudier l'incidence des propriétés physiques des solides, des liquides et des gaz, en particulier la rhéologie de la phase liquide et de la phase solide-liquide, sur le fonctionnement de ces réacteurs. En se fondant sur les résultats expérimentaux susmentionnés, on vise à concevoir de nouveaux modèles capables de décrire avec exactitude l'hydrodynamique des réacteurs à suspension solide pour ensuite améliorer la conception et les activités de mise à l'échelle en tenant correctement compte de toutes les variables du procédé.
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
Tél. : 514-340-4711, poste 4034
Téléc. : 514-340-4105
Courriel : Jamal.chaouki@polymtl.ca
Site Web :
http://www.polymtl.ca/recherche/rc/professeurs/details.php?NoProf=29&Langue=F
