DESCRIPTION DE L’EMPLOYEUR :
L’Institut Mines-Télécom est le 1er groupe public de Grandes Écoles d’ingénieur.e.s et de management de France. Constitué de huit Grandes Écoles publiques et de deux écoles filiales, l’Institut Mines-Télécom anime et développe un riche écosystème d’écoles partenaires, de partenaires économiques, académiques et institutionnels, acteurs de la formation, de la recherche et du développement économique.
Mines Saint-Étienne, Ecole de l'Institut Mines-Télécom, est chargée de missions de formation, recherche, innovation, transfert industriel et culture scientifique. Avec 2 500 élèves, 500 personnels, et un budget de 50 M€, elle rayonne sur 3 campus dédiés à l’industrie des futurs, à la santé et au bien-être et à la souveraineté numérique et microélectronique. Elle est classée dans le top 15 des Ecoles d’ingénieurs Françaises et dans le Top 500 des Universités mondiales.
La stratégie 2023-2027 de Mines Saint-Etienne s’inscrit dans celle de l’Institut Mines Telecom. Elle a pour ambition :
Présentation du centre : Le centre SPIN développe son expertise dans le domaine du Génie des Procédés appliqués aux systèmes dispersés : grains, particules, gouttes, bulles, milieux poreux… La quasi-totalité de son personnel appartient aux unités mixtes de recherche CNRS UMR 5307 et UMR 5600.
Pour accompagner cette stratégie, elle propose un stage MASTER 2 de six mois.
DESCRIPTION DU STAGE :
Le couplage mécanique entre une phase granulaire et une phase fluide reste une problématique scientifique encore largement ouverte rendant l’optimisation d’une ligne de transport pneumatique ou hydraulique complexe à mettre en œuvre à une échelle industrielle. L’entraînement de particules solides (fines, grains, agglomérats, etc.) dans un écoulement de fluide s’accompagne de phénomènes dissipatifs aux parois (collisions ou frottement solide) ce qui favorise l’émergence de régimes de transport variés dans lesquels la phase granulaire se retrouve dans des états denses ou bien dilués (1; 2). À une échelle différente lorsque le transport d’une phase granulaire est préparée dans une conduite millifluidique, des analogies fortes entre les régimes de transport hydrauliques et pneumatiques ont été mis en évidence (3; 4; 5).
Le Laboratoire Georges Friedel (UMR 5307) / Centre SPIN de Mines Saint-Étienne possède une expertise théorique expérimentale et numérique sur le sujet de la manipulation des poudres et sur les transports pneumatique et hydraulique en particulier. À l’échelle millifluidique (L ≈ 10 −1 m etD ≈ 10 −3 m), un banc expérimental simple a été développé permettant d’observer et de caractériser le transport d’une phase granulaire par une phase liquide (3; 4).
Nous proposons ici un sujet de stage de M2 expérimental et théorique qui vise la mise en place d’une large gamme de régimes de transports pneumatique de différentes matières granulaires, dans des configurations géométriques complexes. Il s’agira de contrôler l’entraı̂nement de la phase granulaire choisie par une phase gaz. Les observations rendues possibles par ce montage expérimental devront permettre le développement d’une modélisation prédictive qui s’appuiera sur des modèles rhéologiques, tribologiques faisant appel aux outils de la mécanique des fluides et des matériaux.
Figure 1. (a) Représentation schématique du montage millifluidique horizontal de longueur L = 30 cm.
(b) Série de slugs obtenus dans un régime de transport hydraulique dans une conduite millifluidique horizontale.
REFERENCES
[1] T. Destoop, Manutention pneumatique de produits en vrac, Techniques de l’Ingénieur (2021).
[2] H. Kalman, A. Rawat, Flow regime chart for pneumatic conveying, Chemical Engineering Science
211 115256 (2020).
[3] G. Dumazer, E. Gagnepain, Hydraulic transport of grains in a millifluidic confinement, EPJ Web of
Conferences 249 09012 (2021).
[4] G. Dumazer, M. Fischer, Experimental observations and pressure drop modelling of dune formation
in horizontal hydraulic conveying, In preparation.
[5] H. Kalman, D. Portnikov, O. G. Gabrieli, N. M. Tripathi, What do pneumatic conveying and hydraulic
conveying have in common ? Powder Technology 354 485 (2019).
