De nombreuses études sont dédiées à l’échelle moléculaire : dynamique de cristallisation des hydrates, étude de processus réactifs ou de diffusion par dynamique moléculaire (classique et ab initio). Les équipes impliquées dans ces travaux sont UCP-ENSTA, IMPMC-UMPC, LCP-UPSud, ICB-Dijon ou ISM-Bordeaux. Plusieurs équipes travaillent sur les hydrates dans le domaine de l’astrophysique (se formant sur des astres ou planètes), comme le LUPM-Univ Monpellier, le laboratoire de Planétologie et Géodynamique de l’université de Nantes ou l’Institut UTINAM de Besançon.
La modélisation thermodynamique des équilibres d’hydrates de gaz est incontournable, quel que soit l’application. Les équipes de l’UPPA, du CTP Mines ParisTech, de l’Ecole des Mines de Saint-Etienne et du UCP ENSTA ont acquis une reconnaissance internationale dans ce domaine, en développant des modèles, avec présence ou pas d’additifs, et en utilisant des approches basés sur la théorie de van der Waas – Platteeuw. L’équipe de l’UPPA s’est récemment spécialisée dans l’étude des clathrates organiques, tandis que l’équipe du CTP Mines ParisTech propose une méthode originale de modélisation par une équation d’état généralisée aux phases solides (équation de Yokozeki). Le laboratoire UCP ENSTA s’est spécialisé dans la modélisation thermodynamique des semi-clathrates de gaz. L’équipe des Mines Saint-Etienne a proposé divers modèles à la fois thermodynamiques et cinétiques, ainsi que de nombreux algorithmes caractérisés par leur robustesse pour les calculs de flashs multiphasiques.
L’équipe de l’IRSTEA s’est spécialisée dans la modélisation et simulation de réacteurs de cristallisation d’hydrates et de boucle de recirculation, avec pour application industrielle l’utilisation des coulis d’hydrates comme vecteur de froid. Divers modèles rhéologiques et dynamiques pour étudier les phénomènes de transferts de matière et de chaleur ont ainsi été proposés et validés sur des données expérimentales mesurées sur des pilotes développés à l’IRSTEA.
Les équipes de l’IFREMER et du laboratoire Navier de l’Ecole de ponts étudie l’évolution spatio-temporelle des hydrates de gaz formés dans les sédiments marins à l’aide d’outils numériques combinant équations d’état, modèles de propriétés géochimiques de transports et réactions, et modèles à éléments finis de géomécaniques et géophysiques.
Responsable: Baptiste BOUILLOT, Mines Saint-Etienne – LGF UMR CNRS