Thèse Inrae

OFFRE DE THESE **Modélisation des transferts de chaleur et de matière au cours de l'entreposage de produits en vrac. Etude de la condensation localisée et de l'influence sur la dégradation de la qualité** L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche né de la fusion de l’Inra et d’Irstea. INRAE est le premier organisme mondial spécialisé à la fois sur l’agriculture, l’alimentation et l’environnement rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 268 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. Il s’engage à relever les défis qui l’agriculture, l’alimentation et l’environnement les concernent en proposant par la recherche, l’innovation et l’appui aux politiques publiques de nouvelles orientations pour les transformer durablement. VOTRE MISSION ET VOS ACTIVITÉS - Vous serez accueilli(e) au sein de: L’unité de recherche FRISE "Génie des procédés FRIgorifiques pour la Sécurité alimentaire et l’Environnement de l’INRAE localisée sur le site d'Antony (92), qui développe des activités de recherche finalisée portant sur la production et l’utilisation du froid, et ce, dans l’objectif d’assurer la maîtrise des températures et de la qualité des produits alimentaires dans la chaîne du froid, tout en assurant un faible impact environnemental. - Contexte de la thèse: Dans le secteur de la production et de la distribution des fruits, en particulier les petits fruits, après la récolte, les produits sont pré-refroidis et entreposés dans des empilements de cagettes contenant des barquettes ou des conteneurs cylindriques (unité de vente consommateurs; UVC). Les palettes sont maintenues dans des chambres froides à basse température. L’entreposage des produits peut durer plusieurs semaines ou mois (si conservés en atmosphères contrôlées) avant d’être envoyés dans la chaîne logistique du froid. Au cours d’un entreposage de longue ou courte durée ainsi que dans les différentes étapes de la chaîne du froid (transport, plateforme), les produits refroidis sont exposés à des variations de température et d’humidité relative liées au fonctionnement et aux consignes des différents équipements frigorifiques. Plusieurs études dans la littérature ont montré l’effet des fluctuations des températures sur les hétérogénéités de qualité (pertes de masse, vitamine C, couleur). De plus, ces fluctuations de températures sont à l’origine de points de condensation d’eau surfacique permanente à certains endroit d’un empilement de produits. En pratique, l’eau liquide due à la condensation à la surface des produits est à éviter car elle favorise le développement des moisissures. Le développement des moisissures est d’autant plus favorisé que l’eau à la surface des produits fragilise l’épiderme des fruits, facilitant ainsi la pénétration du mycélium dans le fruit. Ces dégradations importantes du produit peuvent mener à la perte totale des produits, augmentant ainsi l’impact environnemental du gaspillage et les coûts. Les températures des produits et de l’air au sein d’un empilement sont très différents d’un endroit à un autre de la palette et au sein même d’une UVC. Près des parois les produits et l’air environnant changent de température beaucoup plus rapidement en comparaison aux produits placés au centre de l’empilement du fait de l’inertie thermique. De l’eau des « produits chauds » va s‘évaporer, être transportée et finalement se déposer sur des surfaces froides où la condensation va avoir lieu. Ces phénomènes complexes dépendent de nombreux paramètres tels que la respiration des produits, l’amplitude des fluctuations, la conception des emballages (dimensions de l’emballage, présence et dimensions des ouvertures). Peu d‘études dans la littérature traitent de la convection naturelle dans des milieux poreux alimentaires. Laguerre et al. (2008) ont étudié le transfert de chaleur par convection naturelle dans une cavité réfrigérée remplie de sphères. Ces auteurs ont développé un modèle en utilisant la CDF en simulation directe des équations de Navier Stokes. Le transfert de chaleur et de matière par évaporation en convection naturelle dans un empilement de produits a été étudié par Beukema et al. (1982). Ces auteurs ont développé un modèle numérique 2D. Ce modèle permettait de prédire la distribution d’humidité dans un empilement au cours du refroidissement et de l’entreposage des produits frais agricoles. Un modèle de transfert de chaleur et de matière en milieu poreux a récemment été développé pour prédire les champs de température et de vitesse et la formation du givre au sein de conteneurs avec des légumes surgelés en vrac. Ce modèle montre l’impor