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Jérôme Bellettre est responsable de l’équipe « Transfert dans les fluides et systèmes énergétiques » (TFSE) du Laboratoire de Thermique et Energie de Nantes. Il travaille actuellement avec Thomas Naudin, Dominique Tarlet et Patrizio Massoli sur un projet visant à recycler proprement les huiles et graisses usagées. Nous les avons rencontrés pour qu’ils nous parlent de leurs travaux et de la préparation d’un certain voyage dans l’espace…

Un recyclage propre des huiles et graisses


Aujourd’hui, il existe des systèmes de recyclage permettant de brûler les graisses pour en faire de l’énergie, mais ces méthodes rejettent un grand nombre de particules polluantes dans l’atmosphère.

L’idée de l’équipe du LTEN est donc de trouver un moyen de brûler ces graisses sans polluer.

Pour cela, ils sont partis d’une expérience : ils mélangent de l’huile avec 10% d’eau grâce à une émulsification qui permet d’obtenir un mélange apparemment homogène. Ils chauffent ensuite une goutte de ce mélange à 500°C, l’eau se "regroupe" dans l'huile pour former une masse au fond de la goutte. L'eau, commençant à bouillir à 100°C, fait alors exploser la goutte initiale en un fin brouillard.

Une caméra filme l’intégralité de l’expérience afin d’étudier et de comprendre le phénomène qui se produit dans la goutte d'émulsion.

Grâce à cette méthode, ils réussissent à éliminer jusqu’à 80% des particules polluantes dégagées lors de la combustion. Cependant, ces résultats sont aléatoires en fonction des essais et la gravité complexifie la vision et la compréhension que l’on peut avoir de l’expérience.

Afin de valider certaines hypothèses que l’équipe de recherche a formulée, il faudrait pouvoir tester l’expérience sans gravité. Mais comment faire ? Couper la gravité dans le laboratoire ? Impossible. Alors l’expérience voyagera là où il n’y a plus de gravité : dans l’espace !

Une expérience scientifique dans l'espace

Ces travaux de recherche sont réalisés dans le cadre de la Chaire Connect Talent ODE ("Optical Diagnostics for Energy") financée par la région Pays de la Loire, Nantes Métropole et le FEDER, dont Patrizio Massoli, chercheur au CNR italien, est titulaire. C’est dans le cadre de cette collaboration que l’expérience a obtenu une place dans un vol spatial commercial commandé par l’Armée de l'air et le CNR italien.

Ce vol spatial, commandé pour étudier l’effet de l’absence de gravité sur le corps humain, prévoit d’embarquer une dizaine d’expériences scientifiques sélectionnées au préalable. L’une des contraintes imposées est que l’expérience soit miniaturisée et complétement automatisée, sans aucune manipulation pour les pilotes qui n’auraient qu’à appuyer sur un bouton pour la déclencher.

La miniaturisation de l'expérience a été réalisée grâce aux compétences du service Etudes et Fabrication du LTeN. L’automatisation d’un procédé dépassant les compétences de l’équipe du LTEN, ils ont fait appel à leur collègue Marc Brunet, ingénieur d'études en électronique à l’Institut d’Electronique et des Technologies numéRique (IETR) pour concevoir le système automatisé de leur expérience.

Après 6 mois de travail, voilà le résultat :

Système automatisé Voyage dans l'espace LTEN

Jérôme Bellettre et Thomas Naudin

C’est Thomas Naudin, doctorant dédié au projet et diplômé 2020 de la filière Thermique Energétique qui se charge d’effectuer tous les tests nécessaires afin que l’expérience soit prête à embarquer pour le mois de juillet.

Le vol lui aura lieu le 1er octobre. Il s’envolera du Nouveau Mexique aux États-Unis, montera jusqu’à 100km en altitude pour une durée de quelques minutes avant de redescendre. L’expérience sera lancée pour 2 minutes de temps, de quoi l’auto-réaliser une dizaine de fois afin d’obtenir un maximum de données.

Schéma du vol schéma intérieur avion
 

Une application concrète

L’équipe analysera alors ces données pour valider ou non leurs hypothèses physiques et fixer un système de combustion des huiles et graisses dégageant le moins de particules polluantes.

Une fois le système développé et finalisé, il sera destiné aux agriculteurs et aux entreprises agroalimentaires qui pourront créer et revendre de l’énergie grâce à la combustion de leurs déchets graisseux sur place. Ils limitent ainsi le déplacement des déchets vers une centrale et l’impact écologique qui va avec.

On leur souhaite une belle réussite dans ces travaux aussi passionnants qu’utiles à la société !