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Jean-Marc Petit
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Note aux éditeurs: Des images haute résolution sont disponibles sur le CD joint ou sur simple demande. Pour tout renseignement merci de contacter Jean-Marc PETIT.

Grenoble (10 novembre 2005) — Jusqu'à aujourd'hui, simuler un procédé chimique en tenant compte des écoulements, des variation de température était une tâche difficile. Le COMSOL Reaction Engineering LabTM propose aux utilisateurs de définir et de résoudre de tels problèmes en quelques minutes. Cet outil se montrera indispensable dans nombre de domaines d'application, de la chimie atmosphérique à l'injection de médicament en biomédical.

L'interface graphique intelligente autorise scientifiques et ingénieurs à décrire les problèmes d'ingénierie chimique de façon directe: ils rentrent les formules des réactions chimiques comme ils les auraient écrites sur papier. Le logiciel génère alors les cinétiques chimiques correspondantes, les bilans de matière et d'énergie en utilisant la loi d'action de masse ou des expressions définies par l'utilisateur. Le Reaction Engineering Lab calcule aussi les propriétés thermodynamiques et le transport des mélanges réactifs. La composition des réactifs ou la température s'affichent ensuite en fonction du temps, selon des coupes, des isovaleurs ou sur la géométrie complète. Cette méthode de travail efficace permet d'examiner de façon détaillée l'influence des différentes hypothèses et mécanismes de réaction.

Le COMSOL Reaction Engineering Lab utilise un solveur numérique à la pointe de la technologie (DASPK, développé par le professeur Linda Petzold de l'Université de Californie, Santa Barbara). Par un simple clic de souris, le logiciel résout automatiquement les bilans de matière et d'énergie, incluant les expressions complexes de taux de réaction.

Cet environnement de programmation permet aux utilisateurs de coupler plusieurs modèles de réacteurs développés avec le Reaction Engineering Lab pour simuler un procédé complexe ou une ligne de production.

Seul, le Reaction Engineering Lab gère des réactions chimiques avec mélange d'espèces dans un réacteur tubulaire. Pour des systèmes ou des procédés plus élaborés, d'autres aspects rentrent en jeu : écoulement, variation de température aux parois ou dans le mélange par exemple. Dans ce cas, le Reaction Engineering Lab s'intègre parfaitement avec COMSOL Multiphysics et son Module Génie Chimique. Cette combinaison autorise la simulation de réacteurs avec une géométrie arbitraire (en 1D, 2D ou 3D) et des variations spatiales en concentration et chaleur.

Il est conseillé d'étudier d'abord les cinétiques réactionnelles avec le Reaction Engineering Lab pour examiner les différentes hypothèses cinétiques. Ensuite, l'utilisateur exploite les résultats calculés dans un système non-idéal où écoulement des fluides, composition des mélanges, distribution de chaleur interagissent de façon complexe.

Le COMSOL Reaction Engineering Lab propose une nouvelle façon de travailler pour tous ceux qui ont affaire à des mécanismes réactionnels. En voici quelques exemples :

• Enseignement — Ce logiciel se focalise sur la partie chimique et physique du problème, et il présente des résultats sous une forme graphique facile à comprendre. Cet ensemble est particulièrement intéressant pour les professeurs enseignant à tout niveaux les différents aspects de la chimie (cours préparatoires, chimie physique, chimie organique), génie chimique, bio-ingénierie (par exemple, réactions d'enzymes), biologie (comme l'étude des micro-organismes), ainsi que la chimie de surface et la physique de surface.
• Bio-ingénierie — Par exemple, un modèle peut analyser l'injection de médicaments dans une matrice biomatériau pour réparer un tissu endommagé. Cela implique des taux de réactions spécifiques pour les réactions de dissociation/association du médicament ainsi que la dégradation de la matrice artificielle par catalyse enzymatique. La description détaillée des réactions et des transports d'espèces permet d'étudier l'impact des paramètres géométriques, ainsi que l'effet de la dégradation de la matrice sur l'injection de médicament en fonction dans le temps.
• Pharmacie — En examinant un cycle catalytique de la synthèse d'un médicament tel que l'Ibuprofen, l'analyse cinétique du modèle calculée est comparée à des données expérimentales. Si nécessaire, l'utilisateur modifie les taux de réaction avec des hypothèses standards (état-stable, équilibre) ou en intervenant directement sur les expressions cinétiques .
• Automobile et Environnement — L'efficacité et la résistance d'un filtre à particules d'un moteur diesel sont étroitement liés à l'adsorption/désorption des dépôts sur les parois poreuses du filtre. La combustion catalytique du carbone est d'abord évaluée dans le Reaction Engineering Lab. Le modèle est ensuite exporté dans le Module Génie Chimique pour calculer l'écoulement du gaz d'échappement et la distribution de chaleur au travers d'un canal filtrant. L'étude révèle des points chauds où l'oxydation chimique est accélérée.
• Chimie atmosphérique — Le logiciel est utile pour l'étude de la décomposition de la couche d'ozone dans l'atmosphère, en incluant aussi les effets de transport de matière et d'énergie. C'est un outil efficace pour tester les différentes hypothèses concernant l'équilibre, l'irréversibilité, ou l'arborescence exacte des réactions.
• Fabrication de semi-conducteurs et Science des matériaux — Une étude type examine un réacteur par dépôt chimique de vapeur (CVD), de croissance de couches d'arséniure de gallium (GaAs). La description détaillée de la cinétique de la phase gaz et de la chimie de surface est couplée aux phénomènes de transport dans le réacteur. Le résultat est une simulation réaliste du procédé de déposition, qui minimise les essais longs et coûteux de la conception d'un réacteur CVD.
• Industries des procédés — Retirer le chlore d'un gaz, comme par exemple dans la fabrication de certains plastiques, est normalement réalisé en faisant passer le gaz au travers d'un tampon de soude. Le procédé est décrit correctement en utilisant dix réactions qui ont lieu dans le volume du tampon et à l'interface gaz-liquide. Les réactions d'hydrolyse du chlore sont étudiées dans le Reaction Engineering Lab avant d'être exportées dans le Module Génie Chimique pour une simulation complète du système de purification.

Les produits COMSOL fonctionnent sous Windows 2000/NT4.0/XP et sous Linux, sous Mac OS X ainsi que sur stations Solaris et HP-UX. La version 64-bit est disponible sous Linux (pour les processeurs AMD64, EMT64 et Itanium) et sous UNIX (pour Solaris et HP-UX). Configuration minimale du système: processeur Pentium III, 256 Mo de RAM (512 Mo recommandés) et une carte graphique OpenGL compatible (32Mo minimum).

Le tarif d'une licence mono-poste de COMSOL Multiphysics est de 7995€. Le tarif du module Import CAO (formats IGES, Parasolid, SAT et STEP) et des modules optionnels (formats Pro/E, CATIA, VDA-FS et Inventor) débute à 1995€. La licence est perpétuelle et inclut 12 mois d'accès au support technique personnalisé et aux mises à jour; tarifs spéciaux pour l'éducation et la recherche. Tous les détails sur les produits et leur distribution sur www.comsol.fr.

Les produits COMSOL sont un environnement complet pour le calcul scientifique, notamment la simulation de tout processus décrit par des équations. Une caractéristique essentielle est la capacité de coupler et de résoudre arbitrairement des équations dans des domaines aussi variés que la mécanique des structures, l'électromagnétisme, la dynamique des fluides et la chimie, tout ceci dans le même modèle et simultanément. COMSOL Multiphysics offre des solveurs d'un très haut niveau de performance capables de traiter des problèmes de plus de dix millions de degrés de liberté avec des temps de résolution optimaux. Il dispose d'un environnement dédié selon son domaine avec des modules optionnels en Génie Chimique, Sciences de la Terre, Electromagnétisme, Transferts de Chaleur, MEMS et Mécanique des Structures. Ceci et d'autres caractéristiques font de la famille COMSOL un environnement inégalé de modélisation pour la conception industrielle, la recherche&développement et l'enseignement.

COMSOL a été créée en 1986 en Suède et n'a cessé de grandir pour compter aujourd'hui des filiales au Bénélux, Danemark, en Finlande, Norvège, Suède, Allemagne, Suisse, France, au Royaume-Uni et trois aux Etats-Unis. Des informations complémentaires sur la société sont disponibles sur le site www.comsol.fr.

 

Marques déposées

COMSOL et FEMLAB sont des marques enregistrées de COMSOL AB, COMSOL Multiphysics est une marque déposées de COMSOL AB. ACIS et SAT sont des marques enregistrée de Spatial Corp. PARASOLID est une marque enregistrée de UGS Corp. SOLIDWORKS est une marque enregistrée de SolidWorks Corp. Toute marque ou marque déposée appartient à leur propriétaire respectif.