Finissant au doctorat en ingénierie, Mohammadhossein Dabaghi, a effectué sa soutenance de thèse le 20 avril 2026. Sous la direction de recherche de Duygu Kocaefe (UQAC) et la codirection de Yasar Kocaefe (UQAC), sa thèse a pour titre «Effect of green anode cooling on carbon anode quality».
Sous la présidence de Jean Perron (UQAC), le jury d’évaluation était composé de Fatma Rebaine (UQAC) et de Mounir Baiteche (Pyrotek).
Résumé de la thèse
Les anodes en carbone sont essentielles dans la production électrolytique de l’aluminium. Leur qualité influence de manière significative l’efficacité énergétique, les coûts de production et l’impact environnemental. Le procédé de fabrication comprend la préparation d’une pâte à partir de coke de pétrole calciné, de matériaux carbonés recyclés et de brai de goudron de houille. Cette pâte est ensuite compactée en anodes crues, refroidies, puis cuites à 1150–1200 °C. Lors de l’étape de compaction, des contraintes sont introduites dans les anodes crues. Ces contraintes sont partiellement relâchées durant le refroidissement, influençant la formation de défauts ainsi que le comportement de l’anode lors de la cuisson.
Dans cette étude, des anodes crues de type pilote, d’environ 10 kg chacune, ont été produites dans des conditions de laboratoire contrôlées. Ces anodes ont ensuite été soumises à différentes méthodes de refroidissement, incluant l’air libre et forcé (1,0 et 1,8 m/s), des bains d’eau à 20 °C, 30 °C et 40 °C, un arrosage par aspersion, ainsi qu’un refroidissement combiné (air suivi d’eau). Une tomographie par rayons X (CT-scan) a été réalisée avant et après cuisson afin de suivre l’évolution des fissures et de la porosité. De plus, la densité, la résistivité électrique, la résistance en flexion ainsi que les réactivités à l’air et au CO2 ont été mesurées après cuisson pour évaluer l’effet des conditions de refroidissement sur la qualité des anodes.
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Un modèle thermique tridimensionnel transitoire de l’étape de refroidissement des anodes crues a été développé et validé par comparaison avec les mesures expérimentales de profils de température sous différents scénarios. Le modèle a montré une bonne concordance avec les résultats expérimentaux, confirmant sa fiabilité pour la simulation et l’optimisation des stratégies de refroidissement. Les résultats démontrent qu’une méthode de refroidissement combinée, commençant par un refroidissement à l’air suivi d’une immersion dans l’eau, a conduit au plus faible niveau de défauts et aux meilleures propriétés globales des anodes. Parmi les stratégies utilisant un seul fluide, l’air forcé à 1,8 m/s et le refroidissement à l’eau à 30 °C se sont révélés les plus efficaces. Cette étude offre une compréhension approfondie du refroidissement des anodes crues, intégrant approches expérimentales et modélisation, et propose des stratégies optimisées pour améliorer la qualité des anodes et promouvoir une production d’aluminium plus durable.
Le modèle mathématique validé a été appliqué à des anodes industrielles. L’influence de différentes méthodes de refroidissement sur la distribution des températures et l’efficacité du refroidissement a été déterminée.
Félicitations à Mohammadhossein Dabaghi pour la soutenance de sa thèse de doctorat!
