Thèse soutenue

Caractérisation des surfaces pour la génération de coulis de glace
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Auteur / Autrice : Walid Samah
Direction : Anthony DelahayeLaurence FournaisonPascal ClainFrançois Rioual
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance le 22/11/2023
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale INTERFACES : approches interdisciplinaires, fondements, applications et innovation
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FRISE - Génie des Procédés Frigorifiques pour la Sécurité alimentaire et l'Environnement- UR INRAE Antony
référent : CentraleSupélec
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l'ingénierie et des systèmes (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Denis Flick
Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Valette, Paul Byrne, Francine Fayolle
Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Valette, Paul Byrne

Résumé

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Dans l'industrie de la réfrigération, les fluides frigorigènes sont considérés comme des gaz à effet de serre ayant une forte empreinte environnementale. La réfrigération secondaire est un moyen de réduire leur utilisation, notamment par l'utilisation de fluides diphasiques incorporant des matériaux à changement de phase (MCP), tels que les coulis de glace. Les générateurs de coulis de glace à surface raclée sont les plus courants. Cependant, ils présentent des inconvénients tels que des coûts de maintenance et une consommation d'énergie élevés liés à l'utilisation de lames de raclage pour détacher la glace de la surface des générateurs. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est de proposer des méthodes permettant de faciliter le détachement de la glace sans utiliser de lames de raclage, en vue de développer de nouveaux générateurs de coulis de glace plus économes. Les phénomènes de cristallisation, d'adhésion et de détachement de la glace produite à partir d'une solution aqueuse sur différentes surfaces froides sont étudiés dans différentes conditions. A cette fin, la thèse se concentre sur l'influence de l'état de la surface, de la mouillabilité, du type de mélange aqueux et de la vitesse d'écoulement sur ces phénomènes. Le travail est réalisé à la fois par des expériences utilisant des outils de visualisation et par modélisation, incluant le développement de modèles pour la croissance et le détachement des couches de glace sur différentes surfaces en utilisant des jets liquides. Les principaux résultats montrent, entre autres, une décorrélation entre le caractère superhydrophobe et glaciophobe des surfaces, mais aussi une corrélation entre les phénomènes de détachement de la glace et l'état de la surface.