Defensa de la tesis de Matthieu Ems (Departamento de Ingeniería Mecánica)

La reducción de las emisiones de partículas, en particular de PM10, PM2,5 y partículas ultrafinas (<100 nm), se ha convertido en un problema medioambiental y de salud pública. Su dispersión en el entorno inmediato durante el frenado por fricción está vinculada, por una parte, a las tensiones termomecánicas en la interfaz forro-disco y, por otra, a la necesidad de espacio bajo el vehículo, que influirá en su trayectoria inicial.

La reducción de las emisiones de partículas, en particular de PM10, PM2,5 y partículas ultrafinas (<100nm), se ha convertido en un problema de salud pública.

Esta tesis forma parte del proyecto BREAQ destinado a reducir la exposición a partículas finas procedentes del frenado ferroviario.

El trabajo que se presenta en esta tesis está específicamente interesado en relacionar la producción de partículas con parámetros termomecánicos en el contacto de un freno de disco y evaluar su trayectoria mediante una técnica de visualización.

Se ha dimensionado un banco de pruebas de frenado a escala reducida para mantener la equivalencia en la densidad del flujo de calor disipado y se ha integrado en un túnel de viento para emular el movimiento del tren.

Las condiciones de flujo de aire se combinan con las de frenado para que sean representativas de los trayectos urbanos reales.

Las partículas de diferentes tamaños se cuantifican mediante contadores y espectrómetros en tiempo real, en función de los parámetros de frenado y flujo.

Las partículas de diferentes tamaños se cuantifican mediante contadores y espectrómetros en tiempo real, en función de los parámetros de frenado y flujo.

Los datos muestran una influencia de las condiciones tribológicas en el perfil de las emisiones.

Los resultados ponen de relieve las fases de emisión de partículas (contacto, mantenimiento de la fuerza, retirada)

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Un análisis PIV (Particulate Imaging Velocimetry), utilizado habitualmente para calcular el campo de velocidades de un fluido sembrado, se adapta a nuestro estudio para estimar la dispersión de partículas cerca del sistema de frenado.

Los datos muestran la influencia de las condiciones tribológicas en el perfil de emisiones.

Los campos de velocidad de partículas estimados coinciden con las mediciones de los medidores.

El análisis PIV permitió proponer un indicador temporal y espacial de la presencia de partículas emitidas durante las diferentes fases del frenado.

El análisis PIV permitió proponer un indicador temporal y espacial de la presencia de partículas emitidas durante las diferentes fases del frenado.

Estos resultados pretenden ser una base de datos experimental para la validación de los modelos CFD de transporte de partículas: en última instancia, deberían permitir desarrollar herramientas innovadoras para predecir/controlar el impacto medioambiental del material rodante ferroviario (metro, trenes regionales, TGV).

El análisis PIV ha permitido proponer un indicador temporal y espacial de la presencia de partículas emitidas durante las diferentes fases de frenado.

Relatores

• RICHARD Caroline, Catedrática de Universidad, Universidad de Tours (GREMAN UMR CNRS 7347).
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• DAZIN Antoine, Catedrático de Universidad, ENSAM, Lille (LMFL UMR CNRS 9014).
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Examinadores

• TRUNFIO SFARGHIU Ana Maria , Becaria de investigación, INSA, Lyon (LAMCOS UMR CNRS ).
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• BOHER Christine , Catedrática de Universidad, IMT, Albi (ICA UMR CNRS 5312).
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Supervisores de la co-tesis

• DUBAR Laurent, Professeur des Universités, Université Polytechnique Hauts-de-France, Valenciennes (LAMIH UMR 8201).
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• KEIRSBULCK Laurent, Profesor de Universidad, Université Polytechnique Hauts-de-France, Valenciennes (LAMIH UMR 8201).
• DUBAR Laurent, Profesor de Universidad, Université Polytechnique Hauts-de-France, Valenciennes (LAMIH UMR 8201).

Co-supervisores

• BASLEY Jérémy, Maitre de conférences, Université Polytechnique Hauts-de-France, Valenciennes (LAMIH UMR 8201).
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• MERESSE Damien, Profesor titular, Université Polytechnique Hauts-de-France, Valenciennes (LAMIH UMR 8201).
• WATREMEZ Damien, Profesor titular, Université Polytechnique Hauts-de-France, Valenciennes (LAMIH UMR 8201).
• WATREMEZ Michel, profesor asociado, Université Polytechnique Hauts-de-France, Valenciennes (LAMIH UMR 8201).
• WATREMEZ Michel, profesor asociado, Université Polytechnique Hauts-de-France, Valenciennes (LAMIH UMR 8201).

Invitados

• PAJOT Karine, doctora, ingeniera, Alstom, Saint-Ouen-sur-Seine.
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Partículas en suspensión, frenado sobre raíles, seguimiento de partículas
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