Cette recherche se concentre sur la récupération de chaleur dans les industries fonctionnant à haute température, telles que la métallurgie, la sidérurgie, le ciment et la production de verre, dans le dessein de diminuer les rejets de gaz à effet de serre. Une approche efficace consiste à incorporer une structure poreuse dans l'échangeur de chaleur afin d'améliorer les taux de transfert de chaleur tout en minimisant les pertes de charge. Dans un premier temps, des expériences ont été menées avec des échangeurs de chaleur poreux dotés de structures ressemblant à de la mousse à cellules de Kelvin. Le dispositif expérimental consistait à placer la mousse à l'intérieur d'un tube et à la soumettre à des températures élevées allant jusqu'à 800°C dans le sens radial, tandis que de l'air circulait dans le sens axial. Ce dispositif englobait les phénomènes physiques de conduction, de convection et de rayonnement couplés. Les résultats de ces expériences ont ensuite été utilisés pour valider un modèle numérique utilisant une approche déterministe, constituant ainsi l'étape fondamentale du projet. Toutefois, ces méthodes se sont heurtées à des difficultés dans la conduite d'analyses complètes, compte tenu des différents types de mousse, des propriétés géométriques distinctes et des attributs thermophysiques des matériaux qui influencent les performances de l'échangeur de chaleur en raison de la complexité de sa structure. En outre, l'interaction de la conduction, de la convection et du rayonnement avec les structures complexes de la mousse a exigé des ressources de calcul considérables. Par conséquent, une alternative à la méthode déterministe (DM) a été recherchée, ce qui a conduit à l'exploration de méthodes sans maillage. Le modèle numérique DM validé sert de référence pour les modèles alternatifs, deux modèles ayant été adoptés/développés. Le premier modèle, connu sous le nom de méthode Semi Meshless (SMM) ou DM-MCM, fusionne l'approche déterministe avec la méthode statistique de Monte Carlo. Dans ce modèle, l'approche déterministe calcule efficacement les champs de vitesse, tandis que la méthode de Monte Carlo détermine les distributions locales de température. Cette combinaison s'avère efficace et robuste pour les géométries complexes. Néanmoins, le premier modèle conserve une limitation dans le calcul des champs d'écoulement en utilisant l'approche déterministe, ce qui a conduit à la conception d'un second modèle innovant. Le second modèle, appelé SPH-MCM, utilise smoothed particle hydrodynamics (SPH) pour surmonter les limites des approximations basées sur un maillage lors du calcul des champs d'écoulement. L'approche SPH élimine le besoin d'un maillage encombrant, ce qui permet de calculer plus efficacement les champs de vitesse. Ces champs sont ensuite utilisés pour calculer les distributions de température à l'aide de la méthode de Monte Carlo. Le principal avantage de ce modèle réside dans le fait qu'il repose sur un maillage de surface et des points, au lieu de géométries solides et d'un maillage de volume. Cependant, la méthode SPH nécessite un temps de calcul plus long que l'approche déterministe. Les deux modèles alternatifs présentent un niveau élevé de concordance avec le modèle déterministe, ce qui souligne leur potentiel pour faire progresser la conception des échangeurs de chaleur. Le premier modèle est utilisé pour une analyse paramétrique complète visant à étudier la puissance extraite et la chute de pression pour différentes structures poreuses dans la configuration de l'échangeur de chaleur.