Sujet de stage de master Etude de l`écoulement d`air à travers un

Sujet de stage de master
Etude de l’écoulement d’air à travers un filtre plissé par simulation numérique
Contexte
La pollution de l’air peut être définie comme la présence de gaz et/ou particules dans l’air
extérieur ou intérieur. Cette pollution peut provoquer des effets négatifs sur la santé selon la
concentration et la composition chimique des polluants, le temps d’exposition, la vulnérabilité des
personnes exposées, etc. Certains secteurs d’activité (les milieux hospitaliers, l’industrie
agroalimentaire, l’industrie électronique…) exigent l’élimination de particules de l’air, c’est pourquoi
les systèmes de filtration ont été développés pour répondre à cette exigence. Le choix des systèmes
de filtration est généralement basé sur les propriétés des particules (type, taille,…) de l’air à traiter,
ainsi que sur la qualité de l’air souhaitée après filtration. Il existe sur le marché de nombreux types de
filtres dont les propriétés (géométrie, matériau,…) varient selon l’application visée.
Le sujet proposé s’inscrit donc dans la thématique du traitement de l’air du Département des
Systèmes Energétiques et Environnement (DSEE) de l’Ecole des Mines de Nantes, et plus
particulièrement sur la problématique d’élimination des particules de l’air par filtration.
Objectifs
Afin de pouvoir mieux comprendre les phénomènes de collecte des particules par des filtres
(qui à terme se traduit par leur colmatage), et notamment la répartition de ces dernières sur la
surface des filtres, ce sujet consiste en l’étude des caractéristiques de l’écoulement d’air à travers un
filtre plissé par une approche numérique. Il s’agira de mettre en œuvre des simulations numériques
via l’utilisation du code commercial Ansys Fluent afin de pouvoir analyser entre-autres les champs de
vitesse et de pression locaux existant de part et d’autre des filtres. Ces travaux seront menés sur un
média filtrant original constitué de deux couches aux propriétés différentes. Une étude préliminaire
sera donc nécessaire afin de prendre en compte correctement les propriétés respectives de chacune
des deux couches pour simuler la résistance à l’écoulement du média complet. Après avoir validé les
simulations par la comparaison des pertes de charges numériques aux résultats obtenus
expérimentalement, l’influence des propriétés géométriques du filtre sur la perte de charge ainsi
que sur les gradients locaux de vitesse sera étudiée.
Structure d’accueil : Département des Systèmes Energétiques et Environnement de l’Ecole des Mines
de Nantes, Axe Environnement du laboratoire GEPEA
Compétences souhaitées : mécanique des fluides numérique, des connaissances concernant le
traitement des gaz serait un plus
Contact :
Félicie Théron, Maître Assistant à l’Ecole des Mines de Nantes
[email protected]
02 51 85 82 60
Rémunération : 500 euros par mois.