Modélisation numérique du transfert convectif avec génération d’entropie au sein des enceintes dotée d’obstacle et remplies de nanofluides hybrides

Le Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques de Béni Mellal porte à la connaissance du public que Monsieur Wadi AMLAL, soutiendra une thèse de Doctorat intitulée : « Modélisation numérique du transfert convectif avec génération d’entropie au sein des enceintes dotée d’obstacle et remplies de nanofluides hybrides ».

La soutenance publique aura lieu le Mardi 21 juillet 2026 à 10h00, à la Faculté Polydisciplinaire de Khouribga, devant le jury composé de :

• Monsieur Abdellatif  HASNAOUI: Professeur, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Président;

• Monsieur Adil  EDDIAI : Professeur, Faculté des Sciences Ben M’sik, Université Hassan II, Casablanca, Rapporteur;

• Monsieur Mohamed  HSSIKOU: Maitre de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Rapporteur;

• Monsieur Soufiane  BELHOUIDEG : Professeur, Ecole Nationale des Sciences Appliquées, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Rapporteur;

• Monsieur Jamal  BALITI : Maitre de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Examinateur;

• Madame Fatim Zahra  RACHID: Maitre de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Examinatrice;

• Monsieur Moulay Mustapha  CHARAFI: Professeur, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Directeur de thèse.

Résumé: 

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de l’amélioration des performances thermiques des systèmes énergétiques, notamment par l’optimisation des transferts de chaleur au sein des écoulements fluides. Une attention particulière est portée aux nanofluides et aux nanofluides hybrides, recon-nus pour leur potentiel d’amélioration des échanges thermiques dans diverses applications, telles que le refroidissement des composants électroniques et les procédés industriels. Dans un premier temps, une analyse approfondie des propriétés thermophysiques des nanofluides est présentée. Les principaux modèles disponibles dans la littérature ainsi que les difficultés liées à l’estimation précise de ces propriétés sont examinés. Cette analyse met notamment en évidence le rôle déter-minant de la nature, de la concentration et de la combinaison des nanoparticules dans les perfor-mances thermiques des systèmes étudiés. Les équations gouvernant les écoulements et les trans-ferts de chaleur sont ensuite établies et formulées sous forme adimensionnelle, afin de faciliter l’analyse et la généralisation des résultats. Le nombre de Nusselt et la génération d’entropie sont également introduits comme critères d’évaluation, respectivement, de l’intensité des échanges thermiques et des irréversibilités du système. La résolution numérique des équations repose sur des méthodes adaptées au caractère couplé et non linéaire du problème. La méthode des direc-tions alternées implicites, ADI, est utilisée pour résoudre les équations de vorticité et d’énergie, tandis que la méthode de sur-relaxation successive par points, PSOR, est appliquée à l’équation de la fonction de courant. Cette approche permet d’obtenir une bonne précision numérique tout en limitant le coût de calcul. Une première application est consacrée à l’étude de la convection mixte dans une cavité entraînée remplie d’un nanofluide hybride. Le modèle numérique, déve-loppé sous MATLAB, est validé par comparaison avec des résultats de référence issus de la litté-rature, confirmant ainsi la fiabilité des simulations. L’influence de plusieurs paramètres physiques et géométriques est ensuite analysée, notamment les nombres de Reynolds et de Richardson, l’intensité du champ magnétique, ainsi que la géométrie et la position des obstacles représentant des composants électroniques. Les résultats mettent en évidence l’effet significatif de ces para-mètres sur la structure de l’écoulement, la distribution de la température et le transfert de chaleur. Enfin, plusieurs configurations destinées au refroidissement de composants électroniques sont étudiées. Elles comprennent des cavités comportant des blocs chauffants, des systèmes en rota-tion simulant un dispositif de malaxage, ainsi que des cavités inclinées. L’influence du champ magnétique, de la rotation et de l’orientation géométrique est examinée afin d’identifier les con-ditions favorisant les échanges thermiques et réduisant les irréversibilités. Les résultats obtenus montrent que l’utilisation de nanofluides hybrides, associée à une optimisation appropriée des pa-ramètres physiques et géométriques, peut améliorer significativement les performances de refroi-dissement. Cette thèse contribue ainsi à une meilleure compréhension des mécanismes de convec-tion mixte dans les nanofluides hybrides et propose des éléments utiles à la conception et à l’optimisation des systèmes de gestion thermique des composants électroniques.

Mots clés:  Nanofluide hybride ; convection mixte ; cavité entraînée ; transfert thermique ; champ magnétique ; méthode ADI  ; génération d’entropie.