Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Thèse de Zejun HU effectuée sous la direction de Laurent Royon (MSC/LIED) et Dominique Gobin (CentraleSupélec).

Soutenance le vendredi 20 décembre 2019 à 14h.

Lieu : bâtiment Condorcet, Salle 454A (4e étage). La soutenance sera suivie d’un pot au 6e étage.

Analyse de la fusion d’AdBlue dans le système SCR

Analysis of AdBlue Melting in SCR Systems

Résumé :

Le système SCR, utilisé pour la réduction d’émissions de NOx par les véhicules diesel, injecte dans le pot catalytique, une solution eutectique d’urée (AdBlue®) qui est susceptible de se solidifier lorsque la température extérieure devient inférieure à -11.4°C. Pour éviter ce problème de congélation, des éléments chauffants intégrés au réservoir, sont mis en fonctionnement via un système mécatronique de contrôle de température. Ce travail, qui s’inscrit dans le cadre d’une stratégie de conception et d’optimisation, porte sur le développement d’un modèle numérique permettant de prédire en fonction du nombre d’éléments chauffants et de leur puissance, le volume d’AdBlue fondue injectable dans le pot catalytique.

La modélisation utilise la méthode des volumes finis sur une maillage structuré, avec l’algorithme SIMPLEC pour la correction de pression, la méthode itérative de Gauss-Seidel pour résoudre les équations linéarisées des champs de température et de vitesse et une méthode itérative du gradient conjugué pour résoudre le champ de pression. Une bonne concordance entre les expériences et les résultats de la simulation est observée pour des conditions de chauffage par les parois latérales. Dans le cas d’un chauffage par le fond du réservoir, le changement de volume provoqué par le changement de phase solide-liquide induit tout au long du processus la formation et le développement d’une masse gazeuse qui se retrouve piégée au niveau de l’interface solide-liquide. Un algorithme spécifique est développé pour tenir compte de cette troisième phase. Les simulations montrent des résultats très comparables à l’expérience, validant ainsi cette approche.