Le séchage est une opération de transformation unitaire énergivore indispensable entre la plante et les produits finis. L’approche déterministe de ce procédé est source d’optimisation (qualité pour le bois d’œuvre, homogénéité, durée, coût, énergie nécessaire), ou d’aide à la conception et au contrôle des procédés industriels. Pour le bois d’œuvre, des avancées importantes ont été réalisées durant ces 20 dernières années par la communauté scientifique. Nous utiliserons le résultat de nos travaux pour tenter de valoriser les énergies intermittentes à faible contenu exergétique (énergie solaire, énergie éolienne, géothermie, rejets d’eau tiède des centrales électriques,…) pour cette opération unitaire tout en préservant la qualité du produit séché. Pour le séchage des produits lignocellulosiques dédiés à une valorisation énergétique, les attentes sont également nombreuses pour l’optimisation des moyens et des procédés existants ou pour une aide à la conception de nouveaux fours et réacteurs.
Le projet s’articule autour de la formulation et modélisation numérique des phénomènes de transport masse/chaleur et de la mécanique du séchage, mais aussi autour de la caractérisation et la collecte de données expérimentales pour l’alimentation et la validation des modèles. Les avancés attendues au cours de ce prochain quadriennal concernent :
- La validation des prédictions du code numérique TransPore multiphysique et multiéchelle vis-à-vis : (i) de la qualité du séchage du bois d’œuvre. Des techniques innovantes devront être développées pour suivre la qualité du séchage, et mettre éventuellement en place des dispositifs capables de s’insérer dans un séchoir industriel. (ii) du séchage de piles de planches au niveau de séchoirs semi-industriels, et de leur consommation énergétique pour cette opération unitaire.
- L’utilisation du code comme un outil d’aide à la conception et à l’optimisation du procédé de séchage du bois d’œuvre (travail qui sera effectué en collaboration avec P. Perré de l’école Centrale Paris). Par exemple, il est possible d'envisager une optimisation du procédé grâce à l'encapsulation d'un code de séchage dans le contrôle des séchoirs utilisant des énergies intermittentes à faible contenu exergétique (régulation intelligente) intégrant l’apport énergétique, à l’instant considéré, et anticiper son évolution.
Ces travaux auront des applications dans le domaine des matériaux, mais aussi pour l’utilisation énergétique de la biomasse, filière dans laquelle des études de séchage sont nécessaires.