Modélisation et simulation

Simulations numériques des écoulements

La simulation numérique est un outil très utile à la maîtrise et l’élaboration d’un procédé. La simulation rend possible l’étude et la compréhension de phénomènes entrant en jeu dans les réacteurs. Elle permet également de limiter les besoins en essais expérimentaux.

L’intérêt de la CFD (Computational Fluid Dynamics) est de pouvoir prédire le comportement hydrodynamique d’une phase ou d’un mélange diphasique liquide / gaz dans un système dont la géométrie est définie.

Ceci permet ensuite d’évaluer les performances d’un équipement, d’en optimiser la géométrie, et d’accompagner leur dimensionnement lors de phase de changement d’échelle.

PROGEPI dispose d’outils informatiques (logiciels Fluent, Comsol) pour vous accompagner dans votre démarche de développement d’un nouveau procédé, ou bien pour répondre à vos besoins d’optimisation / d’intensification d’un procédé existant.

FLUENT : Depuis plus de vingt ans, Fluent est le leader dans le développement de logiciels CFD (Computationel Fluid Dynamic).

Fluent - ANSYS

Sa force vient du très grand nombre de modèles disponibles, pouvant faire face à de très nombreux aspects de la mécanique des fluides : écoulement diphasique (miscible, non miscible, cavitation, solidification, turbulence (LES, KE, KW, SA, Reynolds Stress, …)), combustion (pré-mélangée et non pré-mélangée), transport de particules, écoulement en milieux poreux, maillages mobiles et dynamiques avec reconstruction du maillage…

COMSOL et le module optionnel “Chemical Engineering”. Le point fort de ce logiciel repose sur l’étendue de son champ d’application : la simulation multiphysique assurant le couplage entre les lois physiques des écoulements et celles de la mécanique des structures, ainsi que les lois de l’électromagnétisme.

Le champ d’application couvert est donc extrêmement vaste et s’étend du microscopique au macroscopique.

COMSOL Multiphysics

Modélisation de procédés

La modélisation de procédés permet aux industriels d’une part d’améliorer l’efficacité et la rentabilité d’un procédé existant et d’autre part de concevoir et de simuler une nouvelle unité de production.

Plusieurs logiciels commerciaux permettent de concevoir, d’optimiser et de suivre les performances de la majorité des procédés industriels existants dans les secteurs suivants :

  • chimie organique et minérale allant de la chimie lourde à la chimie fine ;
  • pétrochimie et carbochimie ;
  • liquéfaction/ gazéification du charbon ;
  • agro-alimentaire ;
  • traitement des minéraux ;
  • biotechnologie.

PROGEPI travaille avec les logiciels de modélisation de procédés comme ASPEN plus, PRO/II, Gproms, PROSIM.

Par exemple, à partir de la définition des constituants du procédé, du choix du modèle thermodynamique adapté et des réactions chimiques, Aspen Plus permet de :

  • résoudre les bilans de matière et d’énergie des procédés ;
  • déterminer des équilibres liquide/liquide et liquide/vapeur (dans la limite des bases de données fournies) ;
  • déterminer les caractéristiques (débit, composition, pression, température) pour les différents fluides ;
  • fournir les éléments nécessaires au dimensionnement des équipements comme par exemple la quantité de chaleur échangée ou le nombre d’étages théorique.

PROGEPI dispose également de compétences pour développer en interne et spécifiquement (code FORTRAN, MATLAB, principalement) des modèles représentatifs de vos procédés, ou de vos unités.