Présentation

Depuis sa création en 1967, le LTeN est une unité avec une identité forte en thermique, reconnue comme telle au niveau national et international, ainsi que par le tissu industriel. Afin de mieux cerner ce champ disciplinaire il convient de rappeler ce qu’il désigne.

En 1980 la communauté des thermiciens définissait sa discipline : « La thermique est la branche de la physique relative à l’une des formes les plus usuelles de l’énergie : la chaleur. Elle traite de tous les phénomènes liés à son transfert, entre milieux matériels ou en leur sein, sous l’action de différences de températures ». Une conséquence est sa finalité principale, la maîtrise des températures et des flux de chaleur.

Pour compléter cette définition, il faut préciser que la thermique est une science qui intègre naturellement les interactions et les couplages entre mécanismes de transfert de chaleur d’une part et phénomènes étudiés dans d’autres champs disciplinaires d’autre part. On peut citer notamment la mécanique des fluides et des solides, la science des matériaux, le génie des procédés et la chimie.

L’analyse des phénomènes couplés requiert en effet une fertilisation réciproque des disciplines et technologies. Ceci est naturel car la chaleur apparaît souvent dans les bilans comme terme source résultant de transformations, réversibles ou non, de la matière ou de l’énergie et dont la description fine déborde du strict domaine de la thermique. L’interdisciplinarité est alors naturelle chez le thermicien, comme par exemple pour la description des sources chimiques (polymérisation, cristallisation), électrochimique (cœur de pile à combustible), physique (solidification rapide, élaboration de matériaux, conversion photovoltaïque), rhéologique (fluides complexes), mécanique (frottement, dissipation visqueuse).

Il s’agit également d’une science particulièrement propice au développement de nouveaux concepts théoriques ou méthodologiques, tels les méthodes de changement d’échelles, les méthodes inverses, les outils stochastiques et la réduction de modèles. Nous sommes présents sur ces champs.

Les activités du LTeN concernent la compréhension et l’analyse des transferts de chaleur à différentes échelles, en vue de les maîtriser dans l’espace et dans le temps pour intensifier les transferts. Elles sont menées en utilisant des méthodologies d’identification, de contrôle, et des métrologies fines. Les verrous scientifiques sont liés aux caractérisations et modélisations entre les différentes échelles, aux transferts aux interfaces, et au couplage entre les transferts et les transformations physico-chimiques dans les milieux multiphasiques. Nous développons une démarche scientifique commune fondée sur une approche expérimentale fine qui s’appuie sur un savoir faire reconnu, ainsi que sur l’analyse, la compréhension et la modélisation des phénomènes physiques, le contrôle de processus ou de propriétés physiques. Les activités sont assez équilibrées entre recherche fondamentale, intégration des préoccupations sociétales, et recherche finalisée.

Les activités du laboratoire, dans un contexte marqué par les besoins en procédés sobres en énergie et propres, sont réalisées dans le cadre :

> du plateau CPER MAPE, plateau distribué de développement MAtériaux-Procédés-Energies pour l’industrie du futur, du Projet d’ Excellence en Recherche Ligérienne en Energie (PERLE 2) pour l’utilisation raisonnable de l’énergie, le développement de bioénergies (issu du traitement des déchets), la gestion fluidique et thermique du cœur de pile à combustible, l’intensification des transferts dans des géométries multifonctionnelles ou par l’utilisation des fluides complexes, et sur l’optimisation énergétique

> de l’IRT Jules Verne pour le développement de matériaux composites, et plus généralement des couplages thermomécaniques en tenant compte dans certains cas des propriétés radiatives.

Les interactions entre le volet formation (Formation BUT Métiers de la transition et de l’efficacité énergétiques (MT2E), formation d’ingénieurs à Polytech Nantes en Thermique-Energétique-Matériaux, Master international Spécialité Thermique Energétique) et les recherches du laboratoire sont fortes.

Le laboratoire fait partie de différents groupes de recherche :

> GDR CNRS HySPàC (Piles à Combustibles)
> GDR CNRS TAMARYS (Rayonnement)
> GDR CNRS MIC (Composites)
> GDR CNRS 3MF (Mécanique)
> GDR CNRS TRANSINTER (Transfert et Interfaces)
> Fédération FEDESOL (FEdération de Recherche sur l’Energie SOLaire)
> Equipe projet TREE (thermo photovoltaïque) coordinateur IES. (X.Py)