Academic literature on the topic 'Matériau à changement de phase'

Nanocrystalline Fe76Nd16B8Des échantillons d'alliage (% atomique) ont été préparés à partir de poudres élémentaires pures par fraisage mécanique à haute énergie. Les matériaux obtenus ont été caractérisés par plusieurs techniques, telles que la diffraction des rayons X (DRX), qui ont permis la dissolution du néodyme dans la phase de fer en fonction du temps de broyage; les résultats obtenus indiquent que la solution solide a été obtenue. Après 20 heures de broyage à une vitesse de 400 tr / min. La méthode d'analyse Williamson-Hall a été utilisée pour exploiter les modèles DRX enregistrés. La taille de cristallite d'environ 4,08 nm et la microstructure d'environ 2,07% ont été obtenues pour 20 heures de broyage. Les microscopes électroniques à balayage (MEB) et l'analyse EDX ont confirmé le raffinement des particules broyées en fonction du temps de broyage et de l'homogénéisation de nos poudres. L'identification de phase a également été étudiée par un calorimètre DSC dans lequel des pics de changement de phase ont été identifiés. La caractérisation magnétique a été étudiée à l'aide d'un magnétomètre à échantillon vibrant (VSM); les résultats magnétiques optimaux sont obtenus après 20 heures de broyage; la température élevée VSM indique que le matériau traité commence à perdre progressivement ses qualités magnétiques à T = 80 ° C. Au-delà de la température de Curie, le matériau est considéré comme démagnétisé. Tous les résultats trouvés ont été commentés et discutés. Au-delà de la température de Curie, le matériau est considéré comme démagnétisé. Tous les résultats trouvés ont été commentés et discutés. Au-delà de la température de Curie, le matériau est considéré comme démagnétisé. Tous les résultats trouvés ont été commentés et discutés.

Certains verres de chalcogénures, alliages contenant au moins un des éléments chalcogènes (soufre, sélénium, tellure), ont suscité une attention croissante au fil des ans en raison de leur large éventail d’applications, allant de l’optique infrarouge aux mémoires non volatiles optiques et résistives. Ces dernières utilisent la capacité de certains chalcogénures à commuter rapidement et de manière réversible entre une phase amorphe fortement résistive et une phase cristalline métallique, lorsqu’on leur applique des impulsions électriques qui chauffent localement le matériau. À partir de l’analyse du fonctionnement d’une mémoire résistive à changement de phase utilisant deux types de verres de chalcogénures, nous présentons les propriétés physiques de ces derniers ainsi que des recherches menées actuellement pour poursuivre leur optimisation.

La France est un producteur majeur de produit verrier en Europe. La production est très diverse en termes de composition verrière et d’usage : verre sodo-calcique pour les arts de la table, le bâtiment, l’automobile et l’emballage, verre borosilicaté pour les arts culinaires, les emballages pharmaceutiques, les laboratoires, verres spéciaux pour des applications aussi nombreuses que variées… La grande diversité des applications conduit l’industrie du verre à se conformer à de nombreuses réglementations que ce soit sur le produit ou sur le procédé. Avec un taux de recyclage en croissance et de multiples options en cours d’étude pour adapter le procédé à la lutte contre le changement climatique, le verre répond aux enjeux de notre société et reste un matériau innovant et moderne.

Cet article est le fruit d’une étude des manuscrits henryens portant la trace de la lecture consciencieuse et approfondie de l’unique ouvrage eckhartien dont M. Henry disposait, à savoir Traités et Sermons, traduits de l’allemand par Ferdinand Aubier et Jacques Molitor, avec une introduction de Maurice de Gandillac. Yves Meessen s’attache à montrer en quoi ces textes inédits permettent d’expliciter le sens de l’œuvre effectivement publiée : les notes manuscrites de M. Henry sur Maître Eckhart font état du changement de perspective entre Philosophie et phénoménologie du corps et L’essence de la manifestation. Cet article tâche en somme de répondre à la question suivante : plutôt que de quitter Biran pour Eckhart, M. Henry ne disposait-il pas d’un matériau apte à établir leur affinité pour une authentique « philosophie du christianisme » ?

Le terme " avant-garde " recouvre habituellement deux orientations tout à fait différentes : l'avant-garde proprement dite, qui désigne les mouvements conjoignant assaut contre l'autonomie de l'art et projet de changement social révolutionnaire, et la modernité, qui, selon Adorno, a pour centre l'œuvre d'art autonome et insiste sur la pureté esthétique. Or, il semble aujourd'hui que la définition exigeante d'Adorno ne puisse plus s'appliquer à une modernité qui puise désormais dans le répertoire des gestes esthétiques au lieu de chercher à développer le matériau ; quant aux avant-gardes, en l'absence de projet visant à changer la praxis de la vie, elles ne survivent, en définitive, qu'en tant que passé. Le présent article pose la question de la possibilité de poursuivre le projet de la modernité ou de fonder une nouvelle avant-garde à l'ère postmoderne de la déshistorisation des arts et de la littérature.

Menées par des historiens et des sociologues, les recherches concernant la mobilité sociale à long terme se conforment à un programme commun consistant à mettre la mobilité absolue, la mobilité relative et la stratification sociale en relation avec l'industrialisation. Elles s'appuient sur des méthodes de travail opérationnelles susceptibles de vérifier les hypothèses proposées en les confrontant à un riche matériau historique. L'analyse de la mobilité de la stratification sociale et de la mobilité sociale à Berlin entre 1825 et 1957 vise à prouver la validité d'une telle approche historique. Les taux de mobilité totale, intergénérationnelle ou matrimoniale, ne laissent certes pas apparaître de corrélation particulière avec l'industrialisation. Toutefois, les données berlinoises, concernant la mobilité intergénérationnelle relative, corroborent davantage l'hypothèse d'une ouverture progressive et croissante qu'elle ne confirme celle de l'absence de changement ou celle d'une croissance ponctuelle au début de l'industrialisation. Quant à la mobilité matrimoniale, aucune tendance n'est encore perceptible aujourd'hui.

Quoi de plus usuel que le verre ? Nous portons des lunettes, nos conversations sont transmises par fibres optiques, nos villes sont peuplées d’immeubles aux façades de verre. L’existence du verre est tangible dans notre vie quotidienne. Et pourtant… Du point de vue microscopique, la structure du verre ressemble à celle du liquide à partir duquel il a été obtenu, mais le verre est indéniablement aussi rigide qu’un matériau cristallin sans en avoir la structure ordonnée. La définition du verre en tant que phase de la matière obtenue au travers d’une transition de phase s’accompagnant de la brisure de symétrie d’un paramètre d’ordre macroscopique reste un problème fondamental ouvert. Alors, existe-t-il une phase « verre » ?

Dans le cadre de la réduction des consommations d'énergies primaires des bâtiments, de nouveaux matériaux de constructions sont amenés à être développés. Les réglementations thermiques poussent les nouvelles constructions à être économes en énergie. Elles doivent aussi être moins impactantes sur l'environnement tout en garantissant le confort des occupants.Dans ce travail est présenté le développement d'un nouveau matériau de construction composite intégrant un matériau à changement de phase (MCP).Les MCP sont capables d'échanger passivement de l'énergie thermique avec leur environnement. Il permettent ainsi une régulation passive de la température intérieure.Suite à un état de l'art, sur les MCP et le plâtre, est présenté la synthèse et la caractérisation physico-chimique d'un nouveau MCP à transition solide-solide.L'incorporation du MCP préalablement synthétisé à un matériau de construction de type plâtre est ensuite développée. Le matériau composite ainsi obtenu est caractérisé thermiquement et mécaniquement.Dans un dernier temps des évaluations environnementales du MCP et du matériau composite sont réalisées
In a context of reduction of energy consumption in buildings, new buildings materials are developed. Thermal regulations require energy efficiency to buildings. They must be less impacting on the environment while ensuring occupant comfort.In this work is presented the development of a new composite building material incorporating a phase change material.PCM are able to exchange passively heat energy with their environment. It thus allow a passive control of the interior temperature of buildings.After a state of the art on PCM and plaster, a part is dedicated to synthesis and physicochemical characterisation of a new solid/solid PCM. In a third part the incorporation of the PCM previously synthesized in plaster is then developped. The composite material is mechanically and thermally characterized.In a last time environmental assessments of the PCM and the composite material are performed

La récupération de chaleur fatale est un véritable challenge pour l’amélioration de l’efficacité énergétique. Le stockage par chaleur latente est une solution qui répond à cet enjeu. Nous nous intéressons aux procédés industriels avec un rapport puissance sur énergie élevé. L’un des procédés identifiés est la stérilisation de produits agroalimentaires. Cependant, les matériaux à changement de phase, peu conducteurs, ne permettent pas d’obtenir des puissances thermiques suffisantes pour ces applications. L’amélioration de la surface d’échange ou l’augmentation de la conductivité thermique du matériau sont alors nécessaires. Un premier dispositif expérimental de stockage thermique comparant différentes techniques d’intensification des transferts a été réalisé. Le concept à base de paraffine et de Graphite Naturel Expansé (GNE) s’est montré le plus performant par rapport à des solutions de type ailettes ou poudre de graphite. La caractérisation thermique du matériau composite GNE/paraffine sélectionné a été réalisée par plusieurs méthodes. Des valeurs de conductivité thermique effective de l’ordre 20 W.m-1.K-1 ont été obtenues. Dans un second temps, un démonstrateur de 100kW/6kW.h est dimensionné et réalisé. Ce dispositif testé sur un procédé de stérilisation existant permet une économie d’énergie de 15%, conforme aux prévisions. L’identification de la conductivité thermique plane du matériau et l’influence de la résistance thermique de contact sont réalisées à l’aide d’un dispositif expérimental, couplé à un modèle numérique. Enfin, le développement d’un dispositif de vieillissement permet l’étude de la stabilité thermique de ce matériau
Waste heat recovery is a challenge for the improvement of energy efficiency. Latent heat storage is a solution that addresses this issue. We focus on industrial processes with high energy on power ratios. One of the identified processes is the sterilization of food products. However, phase change materials, which have low thermal conductivities, do not provide sufficient thermal powers for these applications. The improvement of the heat exchange surface or the increase in thermal conductivity of the material are then necessary. A first experimental thermal storage comparing various heat transfer intensification techniques was achieved. The concept based on paraffin and Expanded Natural Graphite (ENG) has proven to be the most efficient compared to solutions using fins or graphite powder. The thermal characterization of the selected composite material ENG/paraffin was performed by several methods. Effective thermal conductivities values of about 20 W.m-1.K-1 were obtained. In a second step, a 100kW/6kW.h demonstrator is designed and realized. This device tested on an existing sterilization process provides an energy saving of 15%, as expected. The identification of the planar thermal conductivity of the composite material and the influence of the thermal contact resistance are carried out using an experimental device, coupled to a numerical model. Finally, an aging device is used to study the thermal stability of this material

En terme de performance, de coût et de vitesse de fonctionnement, les mémoires à changement de phase occupent une place importante dans les technologies de stockage de données. Elles utilisent les propriétés de certains matériaux à changement de phase (PCM), principalement des alliages de matériaux chalcogénures, qui présentent des caractéristiques uniques : commutation rapide et réversible entre un état amorphe et un état cristallin avec un contraste optique et électrique important entre les deux états. Cependant, pour de meilleures performances, la consommation d’énergie due aux courants de programmation élevés doit être réduite et la température de cristallisation augmentée. Dans ce contexte, nous avons élaboré de nouveaux systèmes de multicouches de [GeTe/C]n et [Ge2Sb2Te5/C]n. Le but est d’obtenir de manière contrôlée et reproductible une couche mince de PCM nanostructuré avec une ou des dimensions caractéristiques inférieures à 10 nm. Les multicouches ont été élaborées par la technique de dépôt par pulvérisation cathodique magnétron dans un bâti de dépôt industriel 200 mm équipé d’une chambre multi-cathodes. Les multicouches sont amorphes après dépôt. Des analyses par faisceaux d’ions ont permis de contrôler la périodicité et la composition des multicouches ainsi élaborées. Des mesures de résistivité et de réflectivité en température montrent que la température de cristallisation du PCM dans la structure multicouche augmente et dépend de l’épaisseur du PCM et des films de carbone. Aussi, la cinétique et l’amplitude de la transition amorphe-cristal du PCM dans la multicouche est aussi largement affectée. L’impact de la structure multicouche sur la cristallisation du GeTe et du Ge2Sb2Te5 est alors comparée et discutée au regard de la nature de leur mécanisme de cristallisation. Nous montrons que la structure multicouche initialement amorphe est conservée même après cristallisation du PCM lors d’un recuit identique à celui utilisé pour la fabrication des dispositifs mémoires (300 °C pendant 15 min). Ainsi, il est possible d’obtenir des grains nanocristallins de PCM dans du C amorphe de l’ordre de 4 nm verticalement et de 20-30 nm dans le plan des couches. Ces résultats sont comparés à la microstructure de films de GeTe et Ge2Sb2Te5 dopés avec du C. Enfin, l’analyse de l’évolution de la structure de ces multicouches par des mesures de diffraction de rayons X en laboratoire et par des mesures in situ au cours d’un recuit au synchrotron SOLEIL a été réalisée. Ceci a permis par exemple de mettre en évidence au-delà d’une certaine température la percolation locale des grains de GeTe entre les couches de C
In terms of performance, cost and functional speed, phase-change memories are playing a key role in data storage technologies. Leveraging the properties of some chalcogenide materials, phase-change materials (PCMs) present unique features, mainly: fast and reversible switching between amorphous and crystalline states with significant optical and electrical contrasts between the both states. However, for an improved performance, the elevated power consumption due to the high programming current must be reduced, and the crystallization temperature also has to be increased. In this context, we have developed new multilayer systems of [GeTe/C]n and [Ge2Sb2Te5/C]n. The aim is to obtain, in a controlled and reproducible manner, a thin layer of nanostructured PCM with dimensions less than 10 nm. The multilayers were produced by the magnetron sputtering deposition technique in a 200 mm industrial equipment with a multi-cathode chamber. The multilayers are amorphous after deposition. Ion beam techniques permitted to check periodicity and composition of the multilayers. The sheet resistance and reflectivity as a function of temperature were measured in situ. The crystallization temperature of PCM in the multilayer structure increases and is dependent on the thickness of the PCM layer and that of the carbon films. The kinetics and magnitude of the amorphous-crystal transition of PCM in the multilayers are also significantly affected. The impact of the multilayer structure on the crystallization of GeTe versus Ge2Sb2Te5 is then compared and discussed with respect to their crystallization mechanism. We show that the initially amorphous multilayer structure is retained even after PCM crystallization during an annealing that is identical to the one used for the manufacture of memory devices (300 °C for 15 min). Thus, it is possible to obtain nanocrystalline grains of PCM in amorphous C on the order of 4 nm vertically and 20-30 nm in the layer plane. These results are compared with the microstructure of C-doped GeTe and Ge2Sb2Te5 films. Finally, by using X-ray diffraction measurements in the laboratory and by in situ experiments at the SOLEIL synchrotron, we were able to follow the evolution of the structure of these multilayers during annealing. For example, we reported that a local percolation effect of the GeTe grains between the layers of C occurs above a certain temperature

L’utilisation de matériaux à changement de phase ou MCPs permet de stocker et de restituer d’importantes quantités de chaleur dans des volumes réduits par la fusion ou la solidification à des températures spécifiques. Les matériaux à changement de phase suscitent un intérêt particulier pour la réduction de la consommation d’énergie par le chauffage ou la climatisation passive. Ils peuvent être insérés dans l’enveloppe des bâtiments pour augmenter leur capacité de stockage thermique. Dans cette étude, un dispositif expérimental original a permis de déterminer les propriétés thermophysiques d’un panneau mural composite constitué de MCPs. Les dimensions des échantillons sont comparables à celles de l’utilisation réelle afin de répondre aux limites des méthodes de calorimétrie classique qui utilisent de très faibles quantités d’échantillon. La conductivité thermique apparente et la chaleur spécifique ont été déterminées pour plusieurs températures. Lors du changement de phase, les quantités de chaleur totale et latente ainsi que les températures aux pics de fusion et de solidification ont été évaluées. Les résultats sont comparés aux données du manufacturier et à celles de la littérature. Des incohérences ont été constatées selon les sources. Malgré plusieurs différences relevées entre les résultats de ce projet et les données de référence disponibles, les résultats principaux coïncident avec les publications les plus récentes et permettent de valider l’utilisation de ce dispositif original. Le problème d’hystérésis lié au phénomène complexe de changement de phase et à la composition du matériau a été constaté et analysé. Les résultats permettent de proposer des recommandations sur les critères à respecter quant à la procédure de caractérisation et au dispositif expérimental à utiliser pour caractériser efficacement ces matériaux. L’intervalle de température et le taux d’évolution de la température influencent fortement les résultats et doivent être considérés lors de la caractérisation. De plus, le dispositif expérimental doit être conçu avec des puissances de sollicitations thermiques permettant d’imposer le même taux en chauffe et en refroidissement, ceci dans le but de pouvoir comparer les phénomènes de fusion et de solidification.

La part de consommation d’énergie du froid ménager représente 20% de la consommation des usages spécifiques de l’électricité des ménages, ce qui en fait un gisement d’économie d’énergie appréciable dans le résidentiel et qui justifie l’intérêt accru que l’on porte au froid domestique. Ce travail de thèse vise à évaluer l’effet de la mise en œuvre d’un matériau à changement de phase (PCM) dans un réfrigérateur domestique et de développer un outil de simulation qui permet de prédire les performances du système et d’optimiser sa conception. La conception et l’instrumentation d’un prototype de réfrigérateur avec matériau à changement de phase, ont permis d’évaluer les performances d’un tel système en termes d'autonomie et d'efficacité énergétique pour différentes charges thermiques. L’analyse des résultats des essais a mis en lumière l’ensemble des paramètres influençant les performances du système. Afin d’optimiser la conception d’un tel système un modèle dynamique couplant les transferts dans le matériau à changement de phase et cycle à compression de vapeur a été développé et validé expérimentalement. Ce modèle permet d’estimer les évolutions des principaux paramètres de fonctionnement tel que l’autonomie, la température de l’air dans l’enceinte réfrigérée et la consommation d’énergie du système. Les résultats numériques et expérimentaux obtenus montrent une nette réduction des fluctuations de température dans l'enceinte réfrigérée et une amélioration du comportement du système en termes d'autonomie et d'efficacité énergétique.

La récupération de rejet thermique présente un enjeu important pour l’amélioration de l’efficacité énergétique et économique. Le stockage par chaleur latente présente une solution prometteuse pour synchroniser la production, avec la consommation. Nous nous sommes intéressés aux applications à cycles thermiques courts. Cependant les Matériaux à Changement de Phase (MCP) sont peu conducteurs. Un concept à base de paraffine et de Graphite Naturel Expansé (GNE) a été fabriqué et caractérisé. Le MCP possède une cinétique de cristallisation présentant deux transformations différentes. La fonction de cinétique de cristallisation de chaque transformation a été identifiée. La conductivité thermique plane et les résistance thermiques de contact ont été identifiées, en phase solide et liquide à l’aide d’un dispositif expérimental couplé à un modèle numérique développant une méthode inverse. Ensuite, le changement de phase d’une plaque et d’un cylindre encalpsulé d’aluminium a été modélisé numériquement en utilisant trois formulations de conservation d’énergie (méthode enthalpique, capacité thermique apparent, et de cinétique de cristallisation) et a été aussi validé expérimentalement. Une simulation 2D par éléments finis, associée à une méthode analytique d’un échangeur-tubulaire composé d’un réseau de plaques a été réalisée. Enfin, une étude de vieillissement d’une plaque unitaire et de plusieurs cylindres encapsulés a été réalisée et a permis de confirmer la stabilité thermique du matériau composite
The recovery of thermal waste is an important factor to improve the efficiency and economy of energy. Latent heat storage appears to be a promising solution of this problem and to synchronize the production and consumption of energy. We are interested in industrial applications with short thermal cycles. However, Phase Change Materials have low thermal conductivity. A concept based on paraffin and Expanded Natural Graphite (ENG) was manufactured and characterized. PCM has crystallization kinetics with two different transformations. The crystallization kinetics function of each transformation has been identified. The planar thermal conductivity, and the thermal contact resistance was identified in solid and liquid phases, using an experimental device coupled with a numerical model developing an inverse method. A phase change study of a plate and of an encapsulated aluminum cylinder was carried out using three energy conservation methods (enthalpy method, apparent specific heat, and crystallization kinetics), and experimentally validated. A 2D finite element simulation, associated with an analytical method was used for a tubular exchanger composed of a network of plate. Finally, an aging study of a single plate and encapsulated cylinders was carried out. The study confirms the thermal stability of the composite material

Ce travail de thèse est consacré à l'étude d'un modèle transitoire qui tient compte des effets multidimensionnels dans le procédé de purification par fusion de zone. Nous avons étudié les effets des principaux paramètres gouvernant le processus de purification à savoir: la vitesse de translation des sources de chauffage et de refroidissement, l'intensité de flux de chauffage, l'intensité de flux de refroidissement, la largeur de la zone fondue et en fin le rapport d'aspect géométrique. Ces différents paramètres influent de façon importante sur le processus de purification, sur son efficacité et sur le degré de purification atteint après un ou plusieurs passages des sources. Une application dans le cas du matériau SiGe à très faible concentration a été simulée à l'aide d! u code de calcul par éléments finis Castem 2000. Le résultat de cette simulation a montré la difficulté de résolution numérique pour un nombre de Lewis très grand. Afin d'atteindre l'objectif visé, une étape importante dans cette étude a été consacrée à la détermination d'un couple (nombre de Lewis dans le liquide et rapport des coefficients de diffusion des espèces) pour que le processus de purification soit correctement représenté. Pour ce faire, nous avions étudié la fusion d'une tranche par une source immobile et choisir un couple convenable de ces 2 paramètres déterminants qui nous permet d'atteindre l'objectif visé. Afin d'analyser l'effet de chacune des grandeurs évoquées ci-dessus sur la purification, une deuxième étape a été consacrée à l'étude de la ! phase de purification proprement dite en adoptant une étu! de param étrique.

Dans un procédé industriel dans lequel de la vapeur intervient, l’intégration d’une solution de stockage de vapeur permet de découpler sa production de son utilisation ; cela permet de réaliser des économies d’énergie, ou bien de valoriser l’énergie thermique d’un effluent de vapeur autrement perdu. Le stockage de vapeur est par ailleurs crucial pour les centrales solaires thermiques à génération directe de vapeur. Ce travail porte sur la modélisation d’un système de stockage de vapeur par Matériau à Changement de Phase (MCP) de type tubes-calandre. Ces systèmes stockent l’énergie thermique de la vapeur via la chaleur latente de changement de phase solide-liquide d’un matériau dit MCP. Les transferts de chaleur dans un module de stockage sont souvent influencés par les mouvements de convection naturelle du MCP liquide pendant la fusion ou la solidification. La prédiction des performances thermiques d’un module requiert de simuler ces mouvements à l’aide d’un modèle de mécanique des fluides numériques (Computational Fluid Dynamics ou CFD) à maille fine, dont les temps de calculs sont incompatibles avec les besoins du dimensionnement. L’objectif de ce travail est de développer un modèle de dimensionnement et de prédiction des performances d’un module de stockage, qui tienne compte des phénomènes physiques d’échelle fine tout en permettant des temps de calcul raisonnables. L’approche de modélisation est multi-échelles : deux modèles de finesses différentes sont utilisés, à savoir un modèle CFD fin du MCP, et un modèle système d’un module.Le modèle CFD se fonde sur l’approche enthalpie-porosité de Voller, qui permet de simuler en 3D le changement de phase solide-liquide, en tenant compte des mouvements du MCP en phase liquide. La sensibilité du modèle à plusieurs de ses paramètres caractéristiques du changement de phase est étudiée, sur deux cas d’étude pour lesquels les mouvements de convection naturelle sont d’intensités différentes. Les effets d’influence croisée des paramètres sont mis en évidence. La comparaison à des résultats expérimentaux permet de dégager des préconisations pour l’utilisation du modèle. Les valeurs de la chaleur latente et de la plage de température du changement de phase du MCP s’avèrent fondamentales pour les deux cas étudiés, ce qui souligne l’importance de caractériser précisément le MCP pour la simulation numérique du changement de phase solide-liquide. La constante de zone pâteuse, qui détermine le taux de freinage de l’écoulement de liquide au niveau du front de fusion ou de solidification, a une influence différente selon le cas d’étude, aussi bien du point de vue de la tendance suivie par les résultats que de la valeur optimale à adopter. Il est ainsi préconisé de caler ce paramètre sur des résultats expérimentaux, lorsque cela est possible.Le modèle système représente l’écoulement 1D d’eau liquide / de vapeur dans les tubes d’un module, et les transferts de chaleur et le changement de phase dans le MCP à l’extérieur des tubes. Le MCP y est représenté par un modèle de conduction pure avec conductivité équivalente. Le modèle CFD est utilisé pour simuler un module de stockage prototype, installé au CEA Grenoble, avec tubes à ailettes segmentées ; le MCP est du nitrate de sodium (point de fusion : 305°C). Les résultats CFD permettent d’obtenir une loi d’échange thermique 1D entre le tube et le MCP, qui tient compte des échanges convectifs, et de l’intensification des transferts par les ailettes et les inserts conducteurs disposés dans le MCP. Cette loi est utilisée pour calculer une conductivité équivalente du MCP pour le modèle système. La méthodologie de modélisation est validée sur des essais de charge du module prototype (fusion du MCP et condensation de vapeur). Le modèle système reproduit correctement le taux de charge transitoire prédit par le modèle CFD, ainsi que celui mesuré expérimentalement, pour un temps de calcul 10 à 90 fois plus faible
In an industrial process where steam is employed as a heat carrier, the integration of a steam storage solution allows to make the production of steam independent of its usage. Steam storage technologies can be used to decrease the energy consumption of the process, or to valorize waste heat from steam flows. Steam storage is also crucial for thermal solar power plants with direct steam generation. This work presents a model of a shell-and-tube steam storage system using Phase Change Material (PCM). These systems store the thermal energy of steam through the latent heat of the solid-liquid phase change transition of a material called PCM. The heat transfers in a storage module are often influenced by the natural convection flow of the liquid PCM during fusion and solidification. Predicting the thermal performances of a module can only be done by simulating this flow with a Computational Fluid Dynamics (CFD) numerical model with a fine mesh, whose computational times are too high for engineering needs. The goal of this work is to develop a model for the design and the performance prediction of a storage module, which takes into account the fine physical phenomena while having reasonable computational times. A multi-scale modelling approach is adopted: both a fine CFD model of the PCM and a system model of a storage module with a coarser mesh are employed.The CFD model is based on the enthalpy-porosity approach, which allows 3D simulation of solid-liquid phase change, and takes into account the movements of the liquid PCM. The sensitivity of the model to several parameters which characterize the phase change is studied, on two case studies where the natural convection flows has different amplitudes. The crossed influences of the parameters are identified. The comparison to experimental results allows to emit good practices for the use of the model. The values of the latent heat and of the temperature interval where the phase change takes place appear to be fundamental for both cases; this shows that the precision of the PCM characterization is very important for the numerical simulation of solid-liquid phase change. The mushy zone constant, which governs the damping of the liquid flow in the vicinity of the fusion or solidification front, has a different effect on the results and a different optimal value depending on the case study. Therefore, it is recommended to fit the value of this constant on experimental data, whenever such data are available.The system model represents the 1D liquid water / steam two-phase flow in the tubes of a module, and the heat transfers and the phase change in the PCM outside the tubes. The PCM is represented by a purely conductive model with an equivalent conductivity. A prototype storage module with segmented fins, installed at CEA Grenoble, is simulated with the CFD model; sodium nitrate is used as PCM (phase change temperature: 305°C). A 1D law for the heat transfer between the tube and the PCM is obtained from the CFD results; this law takes into account the convective heat transfer, and the heat transfer enhancement by the fins and the conductive inserts that are disposed in the PCM. An equivalent conductivity of the PCM in the system model is computed from the law. The modelling methodology is validated on charge tests from the prototype module (PCM fusion and steam condensation). The system model correctly reproduces the transient heat transfer rate to the PCM that the CFD predicts and the one measured experimentally, while allowing 10 to 90 times shorter computational times