iMMC Thermodynamics and Fluid Mechanics - UCLouvain

Conformément à la vision de l'iMMC, la mission de la division TFL est d'étudier les phénomènes physiques, de définir des modèles et de concevoir des solutions en vue d'un développement durable dans les domaines de l'énergie et des transports. Cette mission est exécutée par une équipe de 6 professeurs, 2 associés de recherche et environ 40 chercheurs (doctorants et post-docs). Ils effectuent des modélisations et des recherches numériques et expérimentales dans les domaines des systèmes énergétiques et de la mécanique des fluides. Tout en progressant dans ces domaines, ils développent également diverses méthodologies : méthodes numériques et calcul haute performance (HPC), apprentissage automatique et ingénierie guidée par les données, optimisation robuste. Ils cherchent également à établir des liens avec d'autres disciplines : intelligence artificielle, contrôle optimal et mécatronique. Le travail expérimental est soutenu par la plateforme CREDEM composée de 10 membres du personnel technique hautement qualifiés.

Le professeur F. Contino travaille aux niveaux micro (micro-turbines à gaz, stockage de l'hydrogène, ...) et macro (région, pays) pour comprendre quels sont les facteurs clés qui nous aideront à réussir la transition énergétique. Dans ce contexte, il utilise l'optimisation robuste de la conception et la rend abordable en développant des optimiseurs efficaces et des méthodes rapides de quantification des incertitudes. Il intègre également d'autres disciplines dans ses recherches en étudiant les pratiques sociales liées à la consommation d'énergie et l'impact des politiques sur la transition.

Yann Bartosiewicz effectue des recherches sur les transferts de chaleur et de masse dans les écoulements fluides liés aux dispositifs d'efficacité énergétique et à la thermohydraulique nucléaire. La recherche est généralement menée (i) à différents niveaux (dynamique des fluides numérique, y compris les simulations RANS industrielles ainsi que les simulations haute fidélité telles que la simulation des grands courants de Foucault ; simulations thermodynamiques ou de systèmes ; expériences), et (ii) à différentes échelles (étude des phénomènes de transport locaux à l'échelle du composant, étude des performances thermodynamiques globales à l'échelle du système). Les principales applications couvrent les transferts de chaleur dans des conditions de métal liquide pour les réacteurs nucléaires GEN4, les transferts de chaleur et de masse en écoulement diphasique dans les piscines de combustible usé et l'étude des éjecteurs et jetpumps supersoniques pour l'efficacité énergétique dans les cycles thermodynamiques.

P. Chatelain dirige le groupe Turbulence et Vorticité (T&V) avec G. Winckelmans au sein de l'Institut de Mécanique, Matériaux et Génie Civil (iMMC) de l'UCLouvain. T&V se concentre sur la simulation et l'étude des écoulements incompressibles et de la turbulence dominés par la vorticité. Cet effort de recherche, initié par le professeur G. Winckelmans il y a plus de 26 ans, a apporté d'importantes contributions à la modélisation de la turbulence et à la simulation de l'aérodynamique des corps flottants et des sillages d'avions au moyen de méthodes tourbillonnaires lagrangiennes. Avec l'arrivée de P. Chatelain en 2009, le groupe a étendu son expertise dans le domaine du calcul haute performance, ce qui a conduit à des études révolutionnaires de sillages (éoliennes, avions, giravions) basées sur les LES. Il a également étendu ses recherches à des thèmes multidisciplinaires tels que l'énergie éolienne, la bio-locomotion, l'interaction flux-structure, etc., en appliquant des outils d'IA, de contrôle et de systèmes multi-agents à la modélisation et à l'optimisation de ces systèmes.

Le groupe a également des liens forts avec les groupes de recherche en robotique et mécatronique de l'UCLouvain ; ces collaborations ont conduit à des plateformes robotiques pour la mécanique des fluides (anguille nageuse, bras robotique). Le groupe a ainsi contribué à quelques plates-formes expérimentales dont un ballon dirigeable conçu et fabriqué en interne.