Modélisation CFD du Transfert de Chaleur et de Masses dans une Remorque de Camion Réfrigérée équipée de Plaques Eutectiques

Doctorant : Jihyuk JEONG 

Laboratoire INSA : CETHIL

Ecole doctorale : ED162 : MEGA

Le système de refroidissement par plaques eutectiques (matériau à changement de phase, MCP) est une possible alternative aux systèmes conventionnels de réfrigération alimentés par des combustibles fossiles pour le transport de produits alimentaires surgelés ou réfrigérés dans des remorques de camions. Des modèles numériques ont été développés pour évaluer sa faisabilité et ont été validés avec succès par rapport à des résultats numériques et expérimentaux issus de la littérature.

Initialement, un modèle d'infiltration d’air dans la remorque a été développé utilisant un modèle de turbulence k-ω SST pour prédire le comportement thermoaéraulique de l'air pendant les périodes d'ouverture des portes. Différentes configurations des plaques eutectiques et des ventilateurs ont été analysées. Sans cargaison, les plaques disposées en série le long du plafond de la remorque ont montré un temps de renouvellement plus élevé que celles disposées en parallèle à l'arrière, en raison des zones de recirculation. Cependant, une fois la cargaison introduite, les deux configurations offrent des performances similaires car les zones de recirculation n'ont pas pu se former.

Par ailleurs, un modèle multiphasique granulaire eulérien-eulérien a été développé pour prédire la formation et la croissance du givre sur les plaques eutectiques. Le modèle de turbulence k-ω SST a été intégré pour étendre l'applicabilité du modèle de givre à une gamme plus large de vitesses d’air. Un modèle de solidification et de fusion a également été implémenté et couplé aux modèles précédents. Avec ce modèle combiné, les performances d'un système eutectique ont été étudiées pour des conditions estivales typiques à Montréal, Canada. Environ 2.3 % du MCP change effectivement de phase au cours des 120 premières secondes. Globalement, le système eutectique offre une alternative viable au système conventionnel, bénéficiant des mécanismes de prévention des infiltrations ou de dégivrage.

Élève-ingénieur en 5^e année au département Génie Civil et Urbanisme (GCU) de l’INSA Lyon, Martin Aury a choisi l’Université de Sherbrooke au Québec pour suivre un double diplôme dans sa spécialité. Arrivé au Canada avant l’été, il raconte son expérience riche de différences. Récit.

Présent à l’INSA depuis maintenant 4 ans, depuis le Premier Cycle-FIMI (Formation Intiale aux Métiers de l'Ingénieur), il était temps pour moi d’aller découvrir d’autres horizons pédagogiques et culturels. Je profite actuellement de l’offre de Double Diplôme que propose le département GCU pour entamer ma 5^e année à l’Université de Sherbrooke au Québec (Canada). Cette ville, située à 2h à l’est de Montréal, est essentiellement basée sur son université. Ce sont entre 20 000 et 40 000 étudiants, qui chaque année, arpentent les bancs de l’université.

Cela fait maintenant 2 mois que je suis installé à Sherbrooke. Mais pourquoi être arrivé si tôt alors que la rentrée scolaire universitaire n’a lieu que la dernière semaine d’août ? En mars dernier, un enseignant chercheur sur place avec qui j'étais en contact me proposait un stage rémunéré de 2 mois ainsi que le remboursement de mon billet d’avion pour me rendre à Sherbrooke. Il est clair qu’une offre comme celle-ci est difficilement refusable, même si je n’ai malheureusement pas pu faire compter ce stage dans mon cursus INSA. Mais me voilà donc fin juin dans l’avion, direction Montréal, puis dans le bus, direction Sherbrooke.

Deux mois en labo, et des voyages
J’ai été auxiliaire de recherche en laboratoire de géotechnique pendant deux mois, mais ce n’est pas pour autant qu’il m’a été impossible de profiter de ces premières semaines pour voyager à travers le Canada. Ici, le covoiturage est largement démocratisé et bien utile pour les étudiants d’échanges n’ayant pas de véhicule. Des horaires de travail assez souples et un tuteur compréhensif m’ont permis de prendre plusieurs jours de vacances afin que je puisse découvrir ce beau pays. Toronto, Ottawa, les chutes du Niagara, Montréal et le parc du mont Orford sont autant d’endroits qu’il faut visiter au moins une fois, avec certes une petite préférence pour Toronto de mon côté. La démesure de cette ville contraste énormément avec les grands espaces qui la jalonnent. Ici, les trajets ne se comptent pas en kilomètres, mais bien en heures de route.

Une rentrée à l’université, des rencontres et des découvertes
Le Canada est une destination de plus en plus prisée par les étudiants. C’est donc avec beaucoup de surprise et de joie que j’apprends que certaines connaissances insaliennes sont également venues faire leur rentrée au Québec. Il n’est alors pas difficile de se faire aider par des personnes que l’on connaît plus ou moins en termes de logement ou bien même en compagnon de voyage. Cela rend tout de suite le voyage plus agréable.
Le sport est également très présent sur le campus. Les infrastructures sportives n’ont rien de comparable avec nombre d’écoles et universités françaises. Une salle de musculation mieux équipée que certaines enseignes en France, 3 bassins de natation, un anneau de course intérieur, plusieurs terrains synthétiques d’entraînement et même un stade avec tribunes (environ 10 000 spectateurs possibles, je pense). La notoriété des universités nord-américaines semble se jouer sur les résultats sportifs de leurs athlètes. Énormément de moyens sont mis à la disposition des étudiants pour performer, mais la charge de travail est par conséquent assez importante.
J’ai pour ma part intégré l’équipe de rugby des Vert&Or de l’Université de Sherbrooke en pensant que le rythme serait comme celui de l’Association Sportive de l’INSA à raison d’un entraînement et un match par semaine. Il n’en est rien. Le rythme à tenir est de quatre entraînements par semaine, des séances "vidéo" et les matchs les week-ends où les déplacements peuvent s’avérer longs. Ainsi, si l'on souhaite venir en université canadienne sans mettre le sport de côté, on ne peut qu'être satisfait. On ne peut pas non plus négliger le vecteur social que représente cette activité et qui m'a permis de rencontrer énormément de personnes, québécoises ou non.

Une pédagogie différente …
Les voyages et l’activité sportive sont inhérents à la découverte d’un nouveau pays. Mais qu’en est-il de la pédagogie de l’université ? Le point fort de ce double diplôme est la durée de la formation, flexible et adaptable. En effet, finir ce double diplôme en 12 mois avec beaucoup de motivation est faisable. Il paraît évident que la charge de travail est plus conséquente, mais de nombreux étudiants font ce choix et réussissent. Dans mon cas, j’ai décidé de le réaliser en 16 mois, jusqu’en décembre 2019. L'intérêt de choisir l’ensemble de ses cours est de pouvoir moduler son emploi du temps comme on le souhaite. Ainsi, même si je planifie d’avoir un second semestre plus chargé que les autres, cela me permettra de libérer le dernier (septembre à décembre 2019) pour profiter pleinement du pays dans le but de voyager et profiter de la culture canadienne.

… et un secteur d’ingénierie en pleine expansion
L’offre d’emploi dans le monde du génie civil et du bâtiment est, au Canada, une mine d’or. En effet, les constructions fleurissent à tous les coins de rue (surtout à Montréal). Les réhabilitations de bâtiments, les rénovations de routes, sont très fréquentes. Si le climat contribue à la détérioration accélérée des structures, les enjeux environnementaux de demain sont pris très au sérieux.
La demande en ingénieurs est donc très grande dans le pays et l’université de Sherbrooke l’a bien compris. Elle est reconnue au Canada pour axer ses études et son plan de formation pédagogique sur ces enjeux environnementaux : enjeux auxquels l’INSA souhaite sensibiliser chacun des étudiants qui intègrent l’école.