Dans le cadre d’une thématique générale du Laboratoire Thermique Energétique et Procédés de Pau consacré à l’étude et à la valorisation des déchets tels que la pyrolyse, la combustion et la gazéification, la thèse se focalise sur la modélisation des phénomènes de transports de masse, de quantité de mouvement et d’énergie en milieu multiphasique multiconstituant réactif dans le cas d’un réacteur de gazéification à lit fixe. La première étape de la modélisation consiste à décrire classiquement le mouvement de chacune des phases continues par les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de la chaleur. Bien qu’à cette échelle les mécanismes soient parfaitement décrits, le passage à la simulation impose une étape d’homogénéisation par prise de moyenne. Ce changement d’échelle, décrit dans ce travail, conduit à un système d’équations homogène à l’échelle locale. Ce modèle est appliqué au cas du procédé de gazéification de déchets de la société Europlasma nommé CHO-Power. Les simulations bidimensionnelles instationnaires du problème ont permis de mettre en lumière les différents mécanismes en présence au cours du procédé ainsi qu’un certain nombre de verrous dans l’obtention du chemin de convergence conduisant au régime permanent. / One of the thematics of the “Laboratoire Thermique Energétique et Procédés de Pau” is the study and the valorization of waste as pyrolysis, combustion and gasification for example. In this context, this work deals with modeling of heat, mass and momentum transport in a multiphase multi components reactive medium for a fixed bed gasifier. Conservation equations are first written for each phase. The macroscopic partial differential equations are expressed by integrating these microscopic conservation laws over a representative volume. This change of scale, described in this work, leads to a homogeneous system of equations. This model is applied to the case of the gasification of waste process of the Europlasma company named CHO-Power. The unsteady two-dimensional simulations of the problem allowed to highlight the different mechanisms present during the process and a number of locks in obtaining convergence path leading to the steady state.

Solid-fluid thermal interactions during unsteady flow in porous media play an important role in the regenerators of pulse tube cryocoolers. Pore-level thermal processes in porous media under unsteady flow conditions are poorly understood. The objective of this investigation is to study the pore-level thermal phenomena during pulsating flow through a generic, two-dimensional porous medium by numerical analysis. Furthermore, an examination of the effects of flow pulsations on the thermal dispersion and heat transfer coefficient that are encountered in the standard, volume-average energy equations for porous media are carried out. The investigated porous media are periodic arrays of square cylinders. Detailed numerical data for the porosity range of 0.64 to 0.84, with flow Reynold's numbers from 0-1000 are obtained. Based on these numerical data, the instantaneous as well as cycle-average thermal dispersion and heat transfer coefficients, to be used in the standard unsteady volume-average energy conservation equations for flow in porous media, are derived. Also, the adequacy of current applied cycle-average correlations for heat transfer coefficients and the inclusion of the thermal dispersion in the definition of an effective fluid thermal conductivity are investigated.