Conception d'une expérience optimale pour l'estimation des propriétés hydro-thermiques des milieux poreux. Application dans le processus de cuisson
Auteur / Autrice : | Puvikkarasan Jayapragasam |
Direction : | Tahar Loulou, Pascal Le Bideau |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences pour l'ingénieur |
Date : | Soutenance le 12/01/2021 |
Etablissement(s) : | Lorient |
Ecole(s) doctorale(s) : | Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Nantes Université) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de Recherche Dupuy de Lôme - Institut de Recherche Dupuy de Lôme / IRDL |
Jury : | Président / Présidente : Marcel Lacroix |
Examinateurs / Examinatrices : Patrick Glouannec, Patricia Arlabosse, Vanessa Jury | |
Rapporteur / Rapporteuse : Emmanuel Purlis, Benjamin Rémy |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
La boulangerie est l'un des principaux secteurs de l'industrie alimentaire qui nécessite une quantité importante d'énergie thermique. La qualité des produits finis est conditionnée par les transferts de masse et de chaleur mise en jeu lors de la cuisson. Aussi, une connaissance accrue des phénomènes physiques présents et des propriétés physiques du produit est fondamentale pour assurer l'obtention du produit désiré. Ce travail se concentre sur l'estimation par des procédures inverses de propriétés thermophysiques significatives qui régissent le processus de cuisson par contact unilatéral. Trois modèles mathématiques avec des approches différentes ont été utilisés comme le modèle TM (approche phénoménologique), le modèle TMPN (modèle mécanique avec une approche sans équilibre) et le modèle TMPE (modèle mécanique avec une approche à l'équilibre). Les procédures inverses impliquent une instrumentation thermique adaptée. Aussi, l'emplacement optimal et le nombre de capteurs sont identifiés à l'aide d'une procédure de conception d'expériences. Les fonctions d'objectif des moindres carrés ordinaires, échelonnés et pondérés sont utilisées dans la procédure d'optimisation. Pour l'estimation des paramètres, les moindres carrés pondérés associés au modèle TMPE offrent les résultats les plus satisfaisants en minimisant l'erreur entre les profils mesurés et simulés. On peut conclure qu'un modèle mécaniste avec une approche d'équilibre pour le taux d'évaporation est mieux adapté pour résoudre le problème inverse. Les propriétés estimées ne tiennent pas compte de la transformation croûte-mie de la pâte. Dans ce travail, les propriétés thermiques telles que la conductivité thermique et la capacité thermique, et la diffusivité massique de l'eau liquide sont d'abord estimées comme des paramètres puis en fonction de variables d'état (température et teneur en eau).