Transferts de chaleur, de matière et écoulements dans des enceintes contenant des produits alimentaires: Complémentarité entre expérience et modélisation - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2010

Transferts de chaleur, de matière et écoulements dans des enceintes contenant des produits alimentaires: Complémentarité entre expérience et modélisation

Onrawee Laguerre

Résumé

Le thème de recherche porte sur la convection naturelle dans une enceinte réfrigérée chargée de produits. Ce mode de transfert thermique est souvent rencontré dans la chaine du froid notamment dans des équipements où la vitesse d'air est faible. La recherche a pour objectif de caractériser certaines variables (température, vitesse, humidité et flux thermique) qui conditionnent les évolutions organoleptique et sanitaire de produits alimentaires en fonction des conditions opératoires et de la géométrie des équipements frigorifiques. Pour mener à bien la recherche l'expérimentation et la modélisation ont été associées. L'expérimentation est essentielle pour comprendre les mécanismes physiques mis en jeu, pour proposer des corrélations traduisant ces phénomènes, pour identifier les paramètres des modèles et pour les valider. Les modèles ne sont pas établis séparément des expérimentations ; au contraire, ils évoluent au fur et à mesure de l'analyse des résultats expérimentaux et inversement les résultats numériques suggèrent de nouvelles expérimentations. Ces allers-retours d'informations en permanence sont particulièrement fructueux. L'originalité de la recherche réside dans le fait que l'on a à faire dans ces 2 applications à des transferts à faibles vitesses d'air (≤ 0.3 m/s). Les transferts par rayonnement et par conduction peuvent être du même ordre de grandeur que celui de la convection. Il existe très peu d'études qui tiennent compte à la fois du couplage entre les transferts de chaleur et de matière et de l'effet combiné de la convection naturelle, de la conduction et du rayonnement comme nous tentons de le faire. Nous nous intéressons à des enceintes chargées de produits dont la taille est typiquement 10 fois plus petite que celle de l'enceinte et les écoulements et les transferts sont tridimensionnels, alors que la littérature s'intéresse souvent à des enceintes vides ou chargées de produits très petits par rapport à l'enceinte qui sont alors considérés comme un milieu poreux. Des méthodologies de mesures par différents techniques ont été mise au point: capteur infrarouge (température de surface), anémomètre, PIV (champ de vitesse d'air), sphère chauffante (coefficient de transfert), fluxmètre, granulomètre (taille et concentration des particules). Certains capteurs (sphères chauffantes par exemple) ont été conçus et fabriqués au laboratoire, d'autres ont nécessité des adaptations particulières pour leur utilisation (capteur infrarouge). Dans tous les cas, on doit analyser les différents biais et artefacts de mesure. Des méthodologies numériques mises au point en complément des expériences permettent de formaliser la connaissance acquise, de prédire les variables physiques résultants d'autres conditions opératoires et d'avoir accès à des variables difficilement mesurables. Tous les modèles mis au point ont été validés en comparant les résultats de prédiction avec les résultats expérimentaux. Les résultats obtenus peuvent contribuer à des améliorations technologiques sur la conception, des améliorations de la conduite par les opérateurs ou les consommateurs et aide aux pouvoirs publics à évaluer des risques sanitaires.

Mots clés

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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

tel-02593519 , version 1 (15-05-2020)

Identifiants

Citer

Onrawee Laguerre. Transferts de chaleur, de matière et écoulements dans des enceintes contenant des produits alimentaires: Complémentarité entre expérience et modélisation. Sciences de l'environnement. 2010. ⟨tel-02593519⟩

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