Caractérisation expérimentale et modélisation des phénomènes d'évaporation sur les parois d'une enceinte réfrigérée

L‘objectif de cette thèse est de développer une méthodologie permettant de prédire la cinétique de séchage des parois d‘un atelier agro-alimentaire. Cette méthodologie se base sur des études à différentes échelles dans le but d‘analyser les phénomènes liés aux échanges thermique et massique (eau) dans un atelier. Trois études en laboratoire ont été réalisées : dans une boîte ventilée (~0.001 m 3), une soufflerie (~0.02 m3), une cellule d‘essai (~30 m3) et une étude sur site dans un atelier agro-alimentaire (~450 m3). Des modèles numériques (Comsol) et analytiques ont été développés permettant de prédire le taux d‘évaporation d‘eau sur une surface (inox, PVC) et validés avec les données expérimentales obtenues en soufflerie et en cellule d‘essai. Pour les conditions expérimentales étudiées, les résultats ont montré que l‘humidité relative était le facteur le plus influant sur le taux d‘évaporation. Ces études ont permis le développement d‘un modèle simplifié des échanges thermique et massique permettant de prédire l‘évolution de la masse d‘eau sur les parois d‘un atelier en fonction des conditions ambiantes. Ce modèle se base sur une approche zonale en considérant trois parois : un mur, un sol et un équipement. Cela a permis d‘étudier l‘influence de l‘implantation d‘un déshumidificateur d‘air. Les résultats expérimentaux et numériques ont mis en évidence l‘intérêt de l‘utilisation d‘un tel appareil pour améliorer le séchage des parois. L‘humidité relative de l‘air dans l‘atelier était réduite de 90% à 60% avec un déshumidificateur, ce qui diminuait le temps de séchage d‘un facteur 1,5. Il a été montré que l‘équipement séchait le plus lentement à cause de sa faible inertie thermique, par conséquent, il restait encore de l‘eau même après 2h (durée de séchage de l‘atelier). Pour augmenter le taux d‘évaporation sur l‘équipement, il a été estimé par le modèle qu‘un apport de chaleur de 50 W.m-2 serait suffisant pour sécher les équipements. Ce modèle a ensuite été couplé avec un modèle de microbiologie prévisionnelle dont les paramètres ont été identifiés en utilisant les données expérimentales de la cultivabilité de la Listeria monocytogenes à différentes humidités relatives dans la boîte ventilée (collaboration l‘UMR PAM et l‘ANSES). Les résultats ont montré que l‘inactivation bactérienne était la plus importante pour une humidité relative aux alentours de 68% et qu‘un apport de chaleur à l‘équipement de 50 W.m-2 permettait d‘atteindre un minimum de charge bactérienne au bout de 5 heures au lieu de 12 heures sans apport de chaleur.