PhD#6 – Développement d’un modèle transitoire amélioré représentant les opérations sur une cellule d’électrolyse de l’aluminium (CEA)

Compte tenu du contexte industriel mondial, les producteurs d’aluminium doivent aujourd’hui faire face à des pressions accrues (coûts élevés de l’énergie, GES) pour améliorer la performance de leur procédé de production. Il devient désormais nécessaire de mieux connaître l’influence des scénarios d’opération sur le comportement transitoire des cellules d’électrolyse d’aluminium (CEA). Ce projet de recherche vise à développer de nouveaux outils d’ingénierie afin de prédire l’impact de conditions d’opération variables sur les états thermique et chimique des CEAs. 

Partant d’un modèle déjà existant et construit à partir du logiciel de simulation ANSYS :

• Développer un modèle transitoire amélioré représentant le comportement thermique des CEAs industrielles soumises à des conditions d’opération variables;
• Apporter des ajouts à la physique du modèle afin de prendre en compte la variabilité spatiale et temporelle des conditions au sein de la CEA. En particulier, l’influence des transformations chimiques et le changement de phase de certains matériaux sur la dynamique thermique et chimique devra être correctement simulée;
• Effectuer la validation du modèle à partir de données industrielles de procédés et de mesures supplémentaires à proposer au partenaire industriel du projet, Rio Tinto Alcan Inc (RTA). 

Depuis plusieurs années, la Faculté de génie de l'Université de Sherbrooke et son Département de génie chimique et génie biotechnologiqueoccupent une place enviable dans les domaines de la formation et de la recherche appliquée en encourageant la communication et le travail d'équipe. Dans ce milieu convivial, la découverte et l'esprit d'initiative sont fortement favorisés. De plus, la Faculté privilégie une formation rigoureuse et complète de ses étudiantes et étudiants et elle est reconnue notamment pour l'alternance études-stages.

Par son dynamisme, la Faculté de génie se distingue des autres universités canadiennes en matière de transfert technologique et en termes d'impacts qu'elle a sur la société. Pour favoriser sa croissance à long terme, elle mise sur plusieurs initiatives interdisciplinaires et domaines en émergence.

La personne choisie travaillera dans une équipe multidisciplinaire et multiculturelle formée d’un professionnel de recherche, d’un postdoctorant, de 4 doctorants, de 2 masters et de stagiaires de premier cycle. Notre groupe de recherche est engagé dans la mise en place de mesures respectant les principes EDI de l’Université de Sherbrooke (https://www.usherbrooke.ca/edi/). Des déplacements sont prévus pour visiter le partenaire industriel et participer aux mesures industrielles. 

Formation préalable: génie (chimique, procédés, mécanique, énergétique ou autres disciplines pertinentes du génie), physique, chimie industrielle.

Compétences requises : connaissances en transfert de chaleur, en simulation numérique, familière/familier avec l’utilisation de logiciels commerciaux comme ANSYS ou Comsol et l’utilisation de langages de programmation comme Matlab ou Python.

Dans ce projet, la personne étudiante sera formée dans le domaine de la modélisation numérique et de l’instrumentation et participera au développement d’outils d’ingénierie spécialisés. À terme, ces outils auront un fort impact stratégique et économique pour le partenaire industriel du projet RTA, un employeur potentiel qui est activement impliqué dans le projet en fournissant son expertise, des mesures de procédés et l’accès à des installations industrielles à la fine pointe de la technologie.