Méthode d’optimisation de procédés hybride associant une analyse thermodynamique et des méthodes algorithmiques
Auteur / Autrice : | Fabien Thibault |
Direction : | Didier Mayer, Assaad Zoughaib |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Energétique et Procédés |
Date : | Soutenance le 22/10/2014 |
Etablissement(s) : | Paris, ENMP |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Centre Efficacité Énergétique des Systèmes. Paris |
Jury : | Président / Présidente : Michel Feidt |
Examinateurs / Examinatrices : Didier Mayer, Assaad Zoughaib, Jean-Henry Ferrasse, Bernard Maestrali | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Neveu |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
La méthode du Pincement a été développée et utilisée dans le secteur de la pétrochimie. Le nombre de flux y est important et la consommation énergétique est un critère décisionnel fort. D'autres secteurs énergivores tels la métallurgie, la production de papier et de pâte à papier ou l'industrie agroalimentaire peuvent bénéficier de cette approche structurée. Par ailleurs, l'intégration d'utilités thermodynamiques complexes comme les pompes à chaleur ou les unités de cogénération peut réduire significativement la consommation d'énergie d'un procédé, sans avoir à en modifier la technologie.Un algorithme de conception d'un réseau d'échangeurs à partir de flux thermiques à été choisi dans la littérature, puis deux fonctionnalités lui ont été ajoutées : la différenciation des technologies d'échangeur et la prise en compte de flux "disponibilités" à température de sortie variable. Un module de présélection a été développé pour proposer et dimensionner des utilités thermodynamiques à partir de la grande courbe composite et d'un critère exergétique. Il est utilisé en amont de la conception du réseau d'échangeurs.Ces deux algorithmes ont été intégrés dans un logiciel dédié à l'intégration énergétique de procédés à partir des flux thermiques des opérations unitaires. Plusieurs validations ont été faites sur des cas théoriques de référence issus de la littérature ainsi que sur des cas industriels réels nécessitant la modélisation des procédés. L'enchainement des deux algorithmes débouche sur l'obtention de résultats concrets et technologiquement réalistes. L'amélioration apportée par les solutions est calculable à chaque étape.