Finissante au doctorat en ingénierie, Omolbanin Saeidi a effectué sa soutenance de thèse le 24 août 2026. Sous la direction de recherche de Daniel Marceau (UQAC) et la codirection de Mohamed Rachik (Université de technologie de Compiègne), sa thèse a pour titre «Impact du comportement thermo-électro-mécanique de l’assemblage cathodique sur la performance électrique des cellules d’électrolyse».
Sous la présidence de Lyne St-Georges (UQAC), le jury d’évaluation était composé de Lukas Dion (UQAC) et de Martin Désilets (Université de Sherbrooke).
Résumé de la thèse
La résistance électrique de l’ensemble cathodique des cellules d’électrolyse représente près de 8% de la tension de fonctionnement (4,2V) d’une cellule opérant à près de 400 kA et ce, principalement en raison de la résistance de contact électrique (RCE) à l’interface fonte/carbone. Dépendante de la température et de la pression de contact à cette interface, la RCE dépend indirectement de l’espace d’air initial généré à cette même interface lors du scellement de la cathode. Lors du fonctionnement de la cellule d’électrolyse, les différents mécanismes de déformation en présence dans l’assemblage cathodique font évoluer cet espace d’air et par le fait même, les conditions de contact. Outre l’évolution des déformations instantanée apparaissant lors de la montée en température de l’assemblage cathodique, des déformations en fluage apparaissent dans l’acier de la barre collectrice ainsi que dans la fonte de scellement et progressent tout au long de la vie de la cellule. Ces déformations différées provoquent une réduction des pressions de contact audit interface et par le fait même, une augmentation de la RCE.
Dans ce contexte, cette thèse vise notamment à fournir une meilleure compréhension de l’impact des phénomènes thermo-électro-mécanique se produisant dans l’assemblage cathodique sur la performance électrique de la cellule d’électrolyse et ce, afin d’en améliorer la conception.
Dans un premier temps, une approche innovante, basée sur l’utilisation de la technologie de scan 3D, est utilisée afin de quantifier précisément la distribution de l’espace d’air initiale à l’interface fonte/carbone. En parallèle, le comportement mécanique des composants métalliques de l’assemblage cathodique est caractérisé à hautes températures, incluant les comportements élastique, plastique et de fluage. Par la suite, un modèle de fluage adapté, calibré et validé à partir de données expérimentales, est fourni en vue de son utilisation dans le logiciel d’analyse par éléments finis ANSYS™.
Enfin, un modèle numérique simplifié (modèle tranche) d’une cellule électrolyse est développé dans ANSYS™, et ce, afin de quantifier l’impact des phénomènes différés sur une période de 3,2 ans de fonctionnement. Les résultats obtenus mettent en évidence une déformation en fluage marquée au sein de l’assemblage barre/fonte, entraînant une augmentation significative et progressive de la chute de tension. Selon les données fournies par le partenaire industriel, ce phénomène serait responsable d’environ 19 % de la chute de tension observée en conditions opérationnelles.
Félicitations à Omolbanin Saeidi pour la soutenance de sa thèse de doctorat!
