Simulations et optimisation des transferts thermochimiques dans un réacteur solide-gaz

Cet article presente des resultats d'optimisation d'echangeurs dans un reacteur thermochimique. Ce dernier contient un solide poreux capable de reagir exothermiquement avec un gaz reactif venant d'un evaporateur. Inversement, s'il recoit un apport de chaleur, la reaction precedente se produit dans le sens endothermique et le gaz desorbe est renvoye vers un condenseur. Les transferts energetiques entre les echangeurs de chaleur et le solide poreux sont assures par des caloducs gravitationnels. Le principal objectif de cet article consiste a optimiser ces transferts en jouant sur le dimensionnement et la localisation de ces echangeurs. Ce probleme d'optimisation necessite bien entendu, dans un premier temps, la connaissance spatiale et temporelle de la temperature et de l'avancement de la reaction chimique en phase d'absorption ou de desorption du gaz reactif. Un systeme d'equations aux derivees partielles non lineaire modelise les phenomenes physico-chimiques dans le reacteur. Deux etudes de resolution numerique ont ete menees au laboratoire, la premiere utilisant la technique des differences finies et la seconde, celle des elements finis. Une confrontation de ces deux methodes a permis de determiner l'outil numerique le mieux adapte au probleme d'optimisation pose.