Séminaires

Les séminaires ont lieu de préférence le jeudi à 14h en salle CORIOLIS (salle n°- 001Jaune RDC bas)

Jeudi 23 mai 2019 - 14h
Stefan HEINZ

Professor, Department of mathematics, University of Wyoming, USA

Fellow, Institute for Advanced Study, Delmenhorst, Germany 

Invité par Emmanuel PLAUT

Figure 1: Illustration of differences between LES and RANS periodic hill flow simulations at Reb = 10,595 based on the bulk velocity [von Terzi et al. 2009 High Performance Computing in Science and Engineering'08. Springer]. The instantaneous streamwise velocity is shown on top, the mean streamwise velocity is shown at the bottom.

Towards Precise and Efficient Turbulent Flow Simulations

Computational simulations of wall-bounded turbulent flows face serious challenges. We have, basically, the choice between (i) computationally very expensive large eddy simulation (LES) methods, (ii) much more efficient Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) methods that usually have an unclear predictive power, or (iii) hybrid combinations of RANS and LES that are known to currently suffer from significant shortcomings. Differences between RANS and LES are illustrated in Fig. 1 with respect to periodic hill flow simulations: we see that RANS predictions (last third of the domain) incorrectly predict this flow in contrast to LES. The talk begins with illustrations of these problems. A general strategy to overcome these problems is to ensure first that RANS equations are designed in line with turbulence physics, and second, to enable RANS equations to produce LES motions such that the partition of RANS and LES motions is continuous with respect to grid variations. A relatively general mathematical solution to the second problem is presented. Applications to periodic hill flows show the significant potential of these novel simulation methods.

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Jeudi 13 juin 2019 - 14h
Alexandre CHAGNES

Université de Lorraine, CNRS, GeoRessources

Invité par Fabrice LEMOINE

La place de l’hydrométallurgie dans l’approvisionnement durable en ressources – Cas des batteries lithium-ion

Les batteries lithium-ion sont présentent partout dans notre vie quotidienne et sont actuellement la technologie de choix pour assurer l’autonomie des véhicules électriques. Cette technologie est aujourd’hui mature bien qu’il subsiste encore de nombreux enjeux pour répondre aux nouvelles applications de plus en plus gourmandes en énergie. Par exemple, le développement des véhicules électriques nécessite à court terme d’augmenter la densité d’énergie des batteries tout en assurant une sécurité d’utilisation irréprochable. Pour cela, il est nécessaire de développer de nouveaux matériaux d’électrodes positives pouvant cycler à des tensions plus élevées et des électrolytes compatibles avec ces matériaux. Mais l’enjeu ne concerne pas uniquement la production d’objets performants pour stocker électrochimiquement l’énergie. En effet, les technologies en lien avec les batteries reposent sur l’utilisation de ressources naturelles dont certaines sont critiques et aboutissent, en fin de vie, à un produit polluant. Ainsi, il apparaît crucial d’inscrire la conception et le développement de batteries dans une vision durable à travers son intégration dans un circuit économique circulaire. Introduire cette vision circulaire vise à penser un cycle de développement positif continue visant à préserver et développer le capital naturel, à optimiser le rendement des ressources et à minimiser les risques systémiques. Ainsi, Le recyclage et la réutilisation des composants des batteries de façon optimale doivent permettre à la fois de réduire au maximum leur impact sur l’environnement et de limiter les enjeux géopolitiques liés aux tensions sur les ressources minérales nécessaires à la production de ces batteries. Bien que le recyclage ne se substituera jamais à la mine, celui-ci permet de réduire la dépendance en ressources vis-à-vis d’autres pays en assurant la présence de ressources exploitables sur le territoire, point particulièrement important pour les pays comme la France où les ressources exploitées ou exploitables sont limitées.

Cette conférence vise à donner une vision systémique de la chaîne de valeurs des batteries lithium-ion en se focalisant plus particulièrement sur les technologies mises en œuvre dans la production des batteries lithium-ion pour assurer un approvisionnement durable en ressources. Une attention particulière sera portée sur la production de lithium qui a récemment fait l’objet de développements innovants à l’échelle industrielle.

Référence : A. Chagnes, J. Swiatowska (Editeurs), “Lithium Process Chemistry : Resources, Extractions, Batteries and Recycling”, Elsevier, 2015, 313 pages (ISBN: 978-0-12-801417-2).