Sébastien Poncet, ing. jr

Sébastien Poncet

ing. jr, Ph. D., HDR
Professeur agrégé
Titulaire de la Chaire de recherche du CRSNG en efficacité énergétique industrielle

Coordonnées

Diplômes

  • Ingénieur en océanographie physique, Institut des Sciences de l’Ingénieur de Toulon et du Var (France), 2002
  • DEA en sciences de l’environnement marin, Université du Sud Toulon et du Var (France), 2002 
  • Doctorat en systèmes complexes, Université d’Aix-Marseille I (France), 2005
  • Habilitation à Diriger les Recherches, Aix-Marseille Université (France), 2014

Recherches actuelles

Études de systèmes de réfrigération en efficacité énergétique

Le potentiel d’amélioration de l’efficacité énergétique industrielle au Canada est considérable grâce à l’utilisation de technologies innovantes et à une meilleure gestion de l’énergie thermique. Avec l’augmentation prévue des coûts de l’énergie, l’adoption de nouvelles mesures sur l’efficacité énergétique sont également à prévoir. Ce défi nécessite de focaliser les efforts de recherche vers des objectifs concrets qui tiennent compte des contraintes économico-environnementales. Dans ce contexte, une chaire industrielle CRSNG a été établie à l’Université de Sherbrooke (2014-2019).

La Chaire porte précisément sur l’« étude et le développement de composants de systèmes industriels de réfrigération, de stockage et de transport d’énergie thermique » et plus particulièrement sur trois composants dont le développement a été jugé stratégique par les partenaires. Le programme se décompose en 3 projets : l’hydrodynamique et les transferts thermiques dans les éjecteurs diphasiques; la structure de l’écoulement de coulis de glace dans les échangeurs; et la modélisation tridimensionnelle d’un régénérateur poreux utilisé en réfrigération magnétique.

Chaque projet consiste à développer un modèle CFD tridimensionnel validé à partir des données expérimentales obtenues chez les partenaires industriels. L’objectif est de caractériser la structure de l’écoulement et les transferts de chaleur dans ces systèmes complexes (écoulements multiphasiques, fluides non-newtoniens, régime turbulent, géométrie complexe). Dans le cadre des projets sur les éjecteurs par exemple, cela doit permettre de mettre en évidence l’origine des pertes exergétiques à l’origine de leur faible rendement pour ensuite les minimiser et ainsi optimiser les systèmes thermodynamiques utilisant ces éjecteurs.

Écoulements diphasiques air/mucus dans le système respiratoire humain et mouvement ciliaire

  • En collaboration avec Julien Favier

Dans le cadre de pathologies respiratoires comme l’asthme ou la mucoviscidose, on observe une surabondance de mucus bronchique très épais et stagnant, conduisant à des surinfections. Ces pathologies sont dues soit à la déficience (asthme), soit à l’absence (mucoviscidose) de cils, responsables du principal mécanisme d’expectoration du mucus chez les personnes saines.

Le premier volet de ce projet consiste à étudier l’impact de dépressions mécaniques imposées lors de la phase expiratoire du patient sur le transport du mucus. Une étude expérimentale se focalise sur le comportement rhéologique de mucus synthétiques puis réels et sur leur transport dans une trachée modèle sous l’effet des dépressions. Les résultats expérimentaux sur le transport sont ensuite comparés à des simulations numériques de l’écoulement diphasique air/mucus. Une attention particulière est portée aux phénomènes se produisant au niveau d’une bifurcation entre deux générations de bronches successives.

Le second volet porte sur l’interaction cils/mucus chez les patients souffrant d’asthme sévère. Un code basé sur les méthodes de Lattice Boltzmann et de frontières immergées a été récemment développé. Il permet la simulation d’un écoulement diphasique avec des cils dont le mouvement est imposé. L’objectif est à terme d’étudier le dépôt de médicaments sous la forme d’aérosols aux endroits appropriés.

Écoulements confinés soumis à de la rotation – Applications au refroidissement des turbomachines

Par simulation numérique directe, les différents mécanismes de transition à la turbulence sont étudiés dans diverses configurations inter-disques ou inter-cylindres soumises à de la rotation. Un débit ou un gradient thermique imposé permettent de modifier les seuils de transition et d’aboutir à une extrême richesse des régimes observés. Ces expériences numériques dans des configurations simples mettent en évidence les principaux mécanismes à l’origine de phénomènes naturels spectaculaires, comme le Great Red Spot de Jupiter notamment ou les colonnes thermiques de Busse dans le manteau terrestre.

Dans ces mêmes configurations, le second volet de recherche est la caractérisation des régimes pleinement turbulents par des approches de type RANS et simulations des grandes échelles à partir de codes de recherche « maison ». Dans de nombreuses turbomachines réelles (alternateurs, moteurs électriques, etc.), sous certaines conditions de fonctionnement, des structures cohérentes à grande échelle subsistent même à très haut nombre de Reynolds. Elles expliquent notamment pourquoi la plupart des modèles RANS (souvent utilisés en stationnaire avec hypothèse d’axi-symétrie) ne sont pas capables de reproduire les bons coefficients de transferts de chaleur. Le but est ici de prévoir l’apparition de ces structures par des méthodes d’ordre élevé et d’expliquer la distribution des coefficients d’échange de chaleur à la lumière des champs hydrodynamiques moyens et turbulents et de la présence ou non de ces structures cohérentes. Les calculs sont réalisés en similitude exacte avec les turbomachines réelles, l’objectif à terme est l’optimisation des procédés de refroidissement.

Offres de bourse

Des bourses de maîtrise et de doctorat sont disponibles pour janvier et/ou septembre, principalement pour les deux premiers thèmes de recherche : efficacité énergétique et bio-ingénierie. Tout étudiant intéressé devra contacter le Pr. Sébastien Poncet par courriel (inclure à votre envoi : curriculum vitae, relevé de notes, voire lettre(s) de recommandation).

Projets de recherche offerts

Pour obtenir la liste des projets proposés aux études supérieures par les professeurs du département, consultez la page Projets de recherche offerts.

Liens externes

lmfteus.wordpress.com

Aperçu des publications

      Collaborations scientifiques en énergétique et thermofluide

      Des échanges contractuels en recherche se font particulièrement avec :

      • Sigma Energy Storage, Sherbrooke;
      • Venmar, Drummondville;
      • Rio Tinto Alcan, Arvida;
      • Laboratoire des Technologies de l’Energie, Hydro-Québec, Shawinigan;
      • CanmetEnergie, Ressources Naturelles Canada, Varennes;
      • Institut de Recherche d’Hydro-Québec, Varennes;
      • Physio-Assist, Aix-en-Provence.

      Quelques partenariats universitaires sont réalisés avec :

      • Laboratoire M2P2, Université d’Aix-Marseille, Marseille (France);
      • Laboratoire TEMPO, Université de Valenciennes et du Hainault-Cambrésis, Valenciennes (France);
      • Laboratoire des Sciences Aéronautiques, Université Saad Dahlab, Blida (Algérie);
      • NIT Rourkela, Odisha (Inde).