Impact de la largeur des canaux sur les transferts de masse et de chaleur en présence d'évapo-absobeur à plaque rainurées // Impact of channel width on mass and heat transfer in the presence of grooved plate evaporators

Intensifier les transferts de masse et de chaleur dans les systèmes à sorption est une étape indispensable afin de permettre un déploiement massif de ces technologies, technologies permettant, de par leur fonctionnement et fluides utilisés, de progresser vers la décarbonation des systèmes énergétiques. Afin de proposer une réponse à cette problématique, le LOCIE étudie depuis de plusieurs années des échangeurs de masse et de chaleur à film tombant à plaques rainurées qui présentent l'avantage d'offrir de bonnes performances thermiques en permettant la réduction de l'épaisseur de film, tout en maintenant une surface d'échange élevée. Cependant la présence des rainures impacte le développement d'instabilités connues pour significativement intensifier les transferts de masse et de chaleur. L'objectif de cette thèse est donc d'étudier expérimentalement le développement des instabilités hydrodynamiques ainsi que l'apparition potentielle de zones d'assèchement en relation avec leurs impacts sur les transferts de masse et de chaleur pour 4 largeurs de rainures différentes. Ces essais seront menés sur trois bancs expérimentaux présents au LOCIE et seront réalisés à pression atmosphérique et à des pressions proches du point triple de l'eau, pour de l'eau et pour des solutions aqueuses de bromure de lithium. Les résultats obtenus serviront ensuite à intégrer dans un modèle existant développé au LOCIE l'impact des instabilités sur les transferts de masse et de chaleur. Ce nouveau modèle permettra de mieux prédire les performances des échangeurs et être capable de les optimiser. Le développement d'un modèle pour un composant combiné évaporateur-absorbeur sera également développé au cours de cette thèse avec le modèle ainsi amélioré et des briques de modèles existants au Laboratoire.
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Fostering mass and heat transfer in sorption systems is an essential step toward the widespread deployment of these technologies, which—due to their operating principles and the fluids used—can help in the decarbonization of energy systems. To address this challenge, LOCIE has been studying grooved-plate falling-film mass and heat exchangers for several years. These exchangers offer the advantage of interesting thermal performance by allowing for a reduction in film thickness while maintaining a high exchange surface area. However, the presence of grooves influences the development of instabilities known to significantly enhance heat and mass transfer. The objective of this thesis is therefore to experimentally study the development of hydrodynamic instabilities as well as the potential formation of dryout zones in relation to their impacts on mass and heat transfer for four different groove widths. These tests will be conducted on three experimental benches at LOCIE and will be performed at atmospheric pressure and at pressures close to the triple point of water, for water and for aqueous solutions of lithium bromide. The results obtained will then be used to incorporate the studied instabilities and mass transfer processes into an existing model at LOCIE, thereby enabling the prediction of their performance for different groove geometries and improving the design of these heat and mass exchangers. A model for a combined evaporator-absorber component will also be developed during this thesis using the improved model thus developed and existing model modules available at the Laboratory.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université de Savoie Mont-Blanc

634 Sciences Ingénierie Environnement

Formation généraliste avec de bonnes connaissances en transferts de masse et de chaleur. - Un gout pour l'expérimental est très fortement conseillé. - Des connaissances en Labview, Python ou SILAB/ Matlab seront appréciées.