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Brevets et licences

Simuler la dynamique des fluides complexes

Le logiciel Yales2, développé par le laboratoire Coria1 avec de nombreux partenaires académiques et industriels, permet de simuler des phénomènes complexes de dynamique des fluides tels que les écoulements turbulents instationnaires ou diphasiques. Plus de 300 chercheurs et industriels l'utilisent déjà et une nouvelle licence vient d'être signée avec une entreprise dans le domaine des procédés biotechnologiques.

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Depuis 2009 le logiciel Yales2, plateforme de simulation qui ne cesse de s'enrichir de nouveaux modules, résout des problèmes physiques complexes, notamment les écoulements turbulents instationnaires ou diphasiques. Initié et piloté par le laboratoire Coria, le développement de Yales2 a la particularité d'être mené au sein d'un réseau de chercheurs et d'industriels qui contribuent à améliorer ses fonctionnalités et ses performances. Les résultats génériques sont intégrés dans la plateforme partagée. Les industriels du réseau, parmi lesquels des groupes comme Safran, Ariane Group ou Air Liquide, peuvent se réserver les développements propres à leurs métiers. ''Yales2 comprend aujourd'hui 650 000 lignes de code, mais c'est un programme très modulaire, ce qui facilite l'intégration rapide des nouveaux modèles ou méthodes proposés par les partenaires'', indique Vincent Moureau, chercheur CNRS et responsable de Yales2 au laboratoire Coria.

Parmi les spécificités de Yales2, une méthode de maillage non structuré qui permet de décrire facilement des géométries complexes, et un maillage dynamique qui s'adapte à l'écoulement : la résolution de la simulation peut être augmentée seulement aux endroits pertinents, sans trop alourdir le coût du calcul.

Les performances qui en résultent trouvent des applications très diverses : injection de fluides dans les moteurs aéronautiques, combustion, écoulement turbulent autour d’éoliennes, analyse du cycle cardiaque, fluides industriels viscoélastiques... Elles ouvrent aussi la voie à la simulation de phénomènes jusqu'ici difficiles à modéliser, tels que l'atomisation, la lubrification, le mouvement d'un fluide dans un réservoir, ou encore la dispersion d'aérosols dans l'air, utilisée récemment pour modéliser les risques de contagion de la COVID-19.

Yales2 est également disponible pour des utilisateurs qui ne sont pas partie prenante du développement. C'est ainsi que la société de conseil et de services Ypso-Facto, spécialisée en chimie et biotechnologies, a récemment signé une licence d'utilisation de Yales2. Ypso-Facto accompagne les industriels dans le développement, l’optimisation et la sécurisation de procédés souvent complexes. La synthèse et la production de masse de molécules innovantes engendrent des phénomènes multiphysiques couplés, impliquant de la turbulence, des réactions chimiques, des systèmes tri-phasiques, des écoulements dans des milieux poreux … ''Pour simuler ce type de systèmes, les logiciels disponibles sur le marché ne nous semblaient pas appropriés, car trop spécifiques et limités. Nous avons choisi d’explorer la capacité de Yales2, en raison du grand nombre de solveurs déjà implémentés, et de sa flexibilité qui permet d'ajouter des fonctions définies par l’utilisateur'', indique Édouard Nicoud, chef de projet chez Ypso-Facto.

Le laboratoire Coria, outre son rôle de coordination et de maintenance de la plateforme, poursuit ses propres développements sur Yales2. Parmi les sujets à l'étude, la simulation de la combustion diphasique, dans le cadre du Center of excellence in combustion (COEC) soutenu par l'Union européenne, la modélisation du sillage des éoliennes en mer, ou encore les échanges thermiques dans les échangeurs de chaleur compacts, pour des applications aéronautiques (programme européen Clean Sky 2).

 

1 Complexe de recherche interprofessionnel en aérothermochimie CNRS/Université de Rouen Normandie/ Insa Rouen Normandie

Contacts :

Vincent Moureau / Chercheur CNRS, responsable de Yales2 au Coria / vincent.moureau@coria.fr

Édouard Nicoud / Chef de projet chez Ypso-Facto / edouard.nicoud@ypso-facto.com