'Prédiction des performances et évaluation de la réutilisabilité et du recyclage des matériaux réfractaires à l'aide d'une approche de détection non destructive et d'algorithmes d'apprentissage automatique'

'Performance prediction and assessment of reusability and recycling ofrefractory materials using na on-destructive sensoring approach and machinelearning algorithms'

• Auteur / Autrice : Amit Gope
• Direction : Marc Huger, Alexandre Boulle, Séverine Romero-baivier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Inscription en doctorat le 27/03/2023
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie (Limoges ; 2022-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche sur les CERamiques (Limoges ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : IRCER AXE 4 CERAMIQUES SOUS CONTRAINTES ENVIRONNEMENTALES

Mots clés

Mots clés libres

Évaluation non destructive

Apprentissage automatique

Réfractaires

Recyclage

Détection

Durabilité

Non-destructive assessment

Machine learning

Refractories

Recycling

Sensoring

Sustainability

Résumé

Avec une courte durée de vie de quelques dizaines de minutes à quelques mois en raison des conditions difficiles du processus de fabrication du fer et de l'acier (I&S), la consommation de matériaux réfractaires est importante, laissant les entreprises confrontées à des défis importants dans l'utilisation, le recyclage et l'élimination de ces matériaux. . Dans le contexte actuel du Green Deal européen, une action européenne concertée sur les applications durables des REFractories (Réseau doctoral CESAREF, www.cesaref.eu), a été lancée en 2022 afin de développer une meilleure connaissance autour des matériaux réfractaires au regard des nouvelles conditions d'exploitation requises par la réduction drastique des émissions de gaz à effet de serre, l'amélioration de l'efficacité énergétique et les exigences d'évaluation du cycle de vie. Le doctorat présenté. vise à prédire l'évolution des matériaux réfractaires en service et à déterminer leur réutilisabilité (pour optimiser la durée de vie des matériaux) et réduire les coûts opérationnels. Afin d'atteindre cet objectif, de nouveaux systèmes de détection seront créés en utilisant des techniques d'évaluation non destructives pour la surveillance en ligne des caractéristiques thermochimiques et mécaniques importantes. Cela générera des données que les algorithmes d'apprentissage automatique pourront utiliser pour analyser les propriétés du matériau. Le développement d'un modèle numérique précis permettant d'évaluer la réutilisabilité et la recyclabilité des composants réfractaires est l'objectif global de cette nouvelle technique. De tels outils peuvent, à l'avenir, aider l'utilisateur final à prendre une décision concernant les 4R (réduire, réutiliser, recycler et remplacer).

With short service life from tens of minutes to a few months due to the harsh conditions in Iron and Steel (I&S) making process, the refractory material consumption is substantial, leaving companies with significant challenges in the use, recycling, and disposal of these materials. In the current context of the European Green Deal, a Concerted European action on Sustainable Applications of REFractories (Doctoral Network CESAREF, www.cesaref.eu), has been launched in 2022 in order to develop better knowledge around refractory materials with regards to the new operating conditions requested by the drastic reduction of greenhouse gas emissions, improved energy efficiency, and by life cycle assessment requirements. The presented PhD study aims to predict refractory materials' evolution in service and determine their reusability (to optimize material lifetime) and reduce operational costs. In order to achieve this goal, new sensoring systems will be created using non-destructive assessment techniques for online monitoring of important thermo-chemical and mechanical characteristics. This will generate data that machine learning algorithms may use to analyze the materials properties. The development of a precise numerical model that can evaluate the reusability and recyclability of refractory components is the overall goal othe f this novel technique. Such tools can, in the future, assist the end user in making a decision regarding the 4Rs (Reduce, Reuse, Recycle and Replace).