Séminaire exceptionnel IUSTI – 18 oct. 2022 – 11h salle 259

Formulation en intégrales de chemins pour l’analyse de systèmes thermiques multiphysiques, leur conception et leur pilotage ; résolution en géométries complexes par simulations Monte Carlo.

Léa Pénazzi – LEMTA, Nancy

Dans le contexte des applications des sciences thermiques pour l’ingénieur, les géométries considérées sont généralement complexes et les transferts de chaleur tel que la conduction, la convection et le rayonnement, interviennent de façon couplée. Il existe un besoin d’analyse de ces systèmes thermiques pour aller vers de l’optimisation paramétrique avec des modèles rapides en géométries complexes. Au cours des dernières années (5-6 ans), une rupture s’est opérée dans le domaine des transferts couplés avec la pensée en espace de chemins et en conséquence la possibilité de résoudre des problèmes multi-physiques et multi-échelles grâces aux méthodes de Monte Carlo. Lors de la résolution d’un problème de physique (ou thermique) couplé avec un algorithme Monte Carlo, un balayage statistique de l’espace des chemins couplés est effectué. Ces chemins portent toute l’information géométrique et physique sans aucun compromis sur la physique. Au-delà de leur utilisation pour estimer une grandeur physique ponctuelle, il est possible d’extraire une grande quantité d’informations de la statistique des chemins, notamment pour produire des fonctions de transfert sans aucun compromis sur la complexité physique et géométrique. Mes recherches portent sur le développement de fonctions de transfert de systèmes multi-physiques à partir de simulations Monte Carlo afin de répondre au besoin d’analyse de ces systèmes complexes. Mes travaux de thèse ont mis en évidence la possibilité de produire ces fonctions de transfert à partir de la statistique des chemins obtenue lors de la résolution avec les méthodes de Monte Carlo dans un problème de thermique couplée en géométrie complexe correspondant au refroidissement de modules électroniques. Ces fonctions pouvant être utilisées dans les étapes de pré-dimensionnement en électronique de puissance. Ce passage a l’échelle a montré un potentiel significatif pour les sciences de l’ingénieur et notamment dans le contexte de la transition énergétique : l’analyse, la conception et le pilotage de systèmes thermiques multiphysiques dans les procédés de récupération de chaleur fatale à haute température, où le couplage conduction / rayonnement prédomine. Je montrerai à l’occasion de ce séminaire le potentiel de ces méthodes dans des applications que j’ai développées (optimisation de matériaux, recuperation de chaleur fatale) et je proposerai des domaines qui pourraient être enrichis par ces démarches innovantes (thermographie inverse, thermique urbaine, etc).