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Chaire Alcoa sur la modélisation avancée des cuves d'électrolyse et l'efficacité énergétique (MACE3)

Chaires de recherche en partenariat

Domaine(s):

  • Sciences et génie
Mario Fafard

Mario Fafard

Professeur titulaire

Faculté des sciences et de génie

Dans le cadre de ses études aux cycles supérieurs, Mario Fafard a partagé son temps entre l’Université Laval et l’Université de Technologie de Compiègne, en France. Professeur à l’Université Laval depuis 1987, il a encadré plus de 70 étudiants aux cycles supérieurs et 10 stagiaires postdoctoraux en plus de publier 190 articles scientifiques dans des revues reconnues et dans le cadre de conférences importantes. Il a mené plusieurs projets de recherche en partenariat avec des entreprises privées. Il dirige le Centre de recherche sur l’aluminium (REGAL) depuis 2013, dont il a été le premier directeur (2006-2011).

Expertises du titulaire

Modélisation numérique
Cuves d’électrolyse
Caractérisation thermomécanique des matériaux

Objectifs

  • Développer et maintenir des technologies de pointe pour faire face aux défis environnementaux, économiques et de compétitivité de l’industrie canadienne
  • Améliorer la performance énergétique des cuves d’électrolyse en se basant sur une approche modélisation/identification de paramètres/validation
  • Développer les connaissances de base sur les phénomènes multiphysiques couplés qui influent sur le rendement énergétique et la durée de vie des cuves
  • Former du personnel hautement qualifié ayant une base solide en science des matériaux, en contrôle des procédés et en modélisation.

L’aluminium est le 3e élément le plus abondant dans la croûte terrestre. C’est un métal léger, de haute résistance, ayant des conductivités électrique et thermique élevées, résistant à la corrosion et qui peut être coulé et profilé pour prendre des formes complexes. Il peut également être recyclé presque indéfiniment: près de 70% de l’aluminium produit depuis 1886 est encore en circulation aujourd’hui. 

La production d’aluminium de 1ere fusion emploie le procédé de Hall-Héroult. De 1960 à 2000, la consommation d’énergie est passée d’une moyenne de 23 à 15,5 kWh par kg. L’industrie nord-américaine de production d’aluminium a pour objectif de diminuer la consommation d’énergie électrique de 15,5 à 11 kWh par kg d’aluminium produit d’ici 2020. 

Les efforts actuels en recherche et développement visent à parfaire les technologies existantes et à développer des solutions de rechange au procédé actuel afin de réduire la consommation d’énergie de plus de 30%.

Mission

Les travaux entrepris dans le cadre de la Chaire Alcoa sur la modélisation avancée des cuves d'électrolyse et l'efficacité énergétique (MACE3), permettront de développer les connaissances et les techniques requises pour contribuer à améliorer la performance énergétique des cuves Hall-Héroult afin de réduire la consommation d’énergie et l’émission de CO2.

Retombées 

Les travaux entrepris dans le cadre de la Chaire Alcoa sur la modélisation avancée des cuves d'électrolyse et l'efficacité énergétique (MACE3), permettront de développer les connaissances et les techniques requises pour contribuer à améliorer la performance énergétique des cuves Hall-Héroult afin de réduire la consommation d’énergie et l’émission de CO2.

Chaire Alcoa sur la modélisation avancée des cuves d'électrolyse et l'efficacité énergétique (MACE3)

Pavillon Adrien-Pouliot, bureau 2926B
Université Laval
1065, avenue de la Médecine
Québec (Québec) G1V 0A6

418 656-7605