To see the other types of publications on this topic, follow the link: Modélisation des échanges thermiques.
Dissertations / Theses on the topic 'Modélisation des échanges thermiques'
Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles
Consult the top 50 dissertations / theses for your research on the topic 'Modélisation des échanges thermiques.'
Next to every source in the list of references, there is an 'Add to bibliography' button. Press on it, and we will generate automatically the bibliographic reference to the chosen work in the citation style you need: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
You can also download the full text of the academic publication as pdf and read online its abstract whenever available in the metadata.
Browse dissertations / theses on a wide variety of disciplines and organise your bibliography correctly.
1
Moreno, Salas Nathaly. "Modélisation des échanges thermiques dans une turbine radiale." Paris, ENSAM, 2006. http://www.theses.fr/2006ENAM0023.
Full text
2
Cregut, Karine. "Modélisation et étude expérimentale des échanges thermiques radiatifs dans les fours électriques." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0022.
Full textAbstract:
La modélisation complète, sur le plan thermique, de fours électriques industriels est une nouvelle voie d'exploration. Il s'agit de réaliser des calculs numériques sur un modèle tridimensionnel prenant en compte les échanges thermiques par conduction dans les matériaux, rayonnement entre surfaces et convection (celle-ci introduite sous forme de coefficients d'échange). Le logiciel TMG, utilisé à cette fin, a été validé, en particulier sur les calculs d'échanges radiatifs (facteurs de forme entre surfaces). La méthode développée dans ce code est élaborée et s'est avérée fiable. Une validation expérimentale sur une maquette de laboratoire montre que le code permet de bien rendre compte, en régimes permanent et transitoire, des phénomènes thermiques présents dans une enceinte chauffante tels que la conduction et le rayonnement. La modélisation d'un four électrique industriel s'est avérée possible à condition : - de simplifier les zones complexes du four à l'aide de modèles équivalents construits dans ce but, - de bien connaître les paramètres les plus influents sur les températures fournies par le modèle (conductivités thermiques, chaleurs massiques, émissivités, puissance des résistances chauffantes. . . ). Les résultats en température obtenus sont alors satisfaisants car proches des valeurs expérimentales. La réflexion menée sur la réduction et la simplification de la modélisation (en termes de maillage) nous a conduits à concevoir un modèle de plan d'émissivité équivalente, remplaçant une paroi tapissée de résistances chauffantes. Ce modèle réduit est d'un intérêt certain pour la simulation des fours électriques industriels faisant intervenir un grand nombre de mailles et ouvre la voie à de nombreuses études<br>[Full thermal modelling of industrial electrical furnaces is a new research field. In the current work, we present numerical simulations on tridimensional models, taking into account beat conduction in solids, radiative beat transfer between surfaces and beat convection by using an beat exchange coefficient. TMG software, which is used for this work, has been validated, especially with radiative calculations (view factors). This computation is sophisticate and reliable. In order to make sure of the numerical results, the simulation of a heated enclosure, is compared with experimental measurements. For steady and transient states, the model is a good approach for thermal phenomena. Modeling an industrial electrical furnace has been carried out, provided that: - complex zones of furnace are simplified by using equivalent models, - a solid knowledge of the material properties and the boundary conditions (natural convection, energy in the heating elements. . . ) is available. So, the numerical results are in good agreement with temperature measurements. Considering reduction in modeling led us to conceive an equivalent plane emissivity, thought as a replacement of a row of resistors and their back wall. This reduction model is of great interest for the simulation of furnaces and especially in models with a large number of meshes. This work is the starting point of many studies to improve such kind of modeling. ]
3
Pichon, Pascal. "Fatigue thermomécanique des élastomères polyuréthane : caractérisation expérimentale de l'évolution des microstructures et modélisation des échanges thermiques." Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0012/these.pdf.
Full textAbstract:
Deux formulations polyuréthane segmenté, PP et Adilithe VIII, ainsi que leurs segments souples et rigides modèles, ont été synthétisées par coulée basse pression. Dans la formulation PP, les segments rigides (SR) sont répartis en une partie dissoute dans la matrice souple, une partie sous forme de nodules amorphes et le reste sous forme de lamelles elles-mêmes organisées sous forme de sphérolites. Il existe un gradient de morphologie radial dans les cylindres de diamètre 39 mm de la formulation PP, lié à l’exothermie de réaction lors de la mise en oeuvre. La formulation Adilithe VIII ne présente pas de gradient de morphologie, et montre une bonne séparation de phase. La microstructure et les propriétés de la formulation PP ont été suivies pendant plusieurs semaines après la mise en oeuvre et la cuisson. Au cours de cette période de maturation, l’hydrolyse des fonctions NCO libres pour produire des liaisons urée aux bords des nodules amorphes et des lamelles organisées est à l’origine de l’augmentation du module. En traction comme en compression statiques uniaxiales, les deux formulations ont des comportements très différents. PP a un comportement viscoélastique et met en évidence un effet Müllins très clair. Par contre, Adilithe VIII a, au-delà d’une certaine contrainte, un comportement viscoélastoplastique. Ce comportement limite la gamme d’utilisation en contrainte de ce matériau, en statique comme en dynamique. Le caractère viscoélastique des formulations polyuréthane étudiées mène à la dissipation d’une partie du travail mécanique fourni au système lors d’un essai mécanique dynamique. Tout ou partie de ce travail dissipé est converti sous forme de chaleur et conduit à l’autoéchauffement de l’échantillon lors de l'essai. L’essai de fatigue thermomécanique a pour conséquence un micromélange de phases. Au-delà de la Tg des SR, une partie des nodules amorphes se dissout dans la matrice, ce qui a pour conséquence une baisse du module. Après détermination de tous les échanges thermiques entrant en jeu dans le système, nous avons modélisé avec un bon accord avec l’expérience et sans paramètre ajustable les refroidissements dans l’air d’échantillons de différentes dimensions. La prise en compte d’une résistance thermique de contact entre les plots et les mors en acier a permis de modéliser également les refroidissements d’échantillons entre les mors de fatigue. L’utilisation d’un terme source, relié aux propriétés mécaniques du matériau (complaisance de perte), dans le logiciel de calculs par éléments finis permet de simuler l’autoéchauffement sous contrainte des formulations. La non-stabilisation thermique peut également être simulée avec une équation unique<br>Two segmented polyurethane formulations, PP and Adilithe VIII and their soft and rigid models segments, have been synthesized by low pressure casting. For PP materials, hard segments (HS) are partly dissolved in the soft matrix. Part of the HS forms amorphous nodules and the rest forms organized lamellas, which are structured in shape of spherulites. A radial gradient of morphology is present in the 39 mm-diameter PP cylindrical specimen, due to the exothermal reaction during processing. Adilithe VIII materials don’t show any gradient of morphology and a good phase separation. The microstructure and properties of the PP formulation were followed for several weeks after casting and curing. During this ageing period, the hydrolysis of free NCO functions, which produce urea linkages at the border of soft matrix with amorphous nodules and organized lamellae, is held responsible for the modulus increase. Tensile and compressive static testing shows that both formulations have very different behaviours. PP has a viscoelastic behaviour and reveals a clear Müllins effect. Adilithe VIII has, beyond a certain stress, a viscoelastoplastic behaviour. This behavior limits the range of use of this material, in both static as dynamic modes. The viscoelastic behaviour of polyurethane formulations leads to a dissipation of the supplied mechanical work during a dynamic mechanical test. Part of this dissipated work is converted into heat and leads to a self-heating of the sample during the test. The consequence of the thermomechanical fatigue test is a phase mixing. Beyond the Tg of the HS, some amorphous nodules dissolves in the soft matrix, which results in a decrease of the modulus. After determination of all types of heat transfers that take place in the system, we modelled with a good agreement, and without any adjustable parameter, experimental coolings of samples of different sizes. The contact between samples and steel grips was modelled by a thermal contact resistance. This enables to model the cooling of samples between the grips. The self-heating of the materials under dynamical loading is then modelled, via a finite element software, by defining a heat source related to the mechanical properties of the material (loss compliance). Thermal non-stabilization can also be simulated, with use of a single equation
4
Guignard, Olivier. "Vers une modélisation combinée des échanges thermiques conductifs, convectifs et radiatifs dans des chambres de combustion aéronautiques." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2005. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/oguignard.pdf.
Full textAbstract:
Le niveau de température atteint dans les turboréacteurs modernes menace la tenue mécanique des parois de confinement. Des prélèvements d'air sont nécessaires, qui pénalisent le rendement aérothermique global. Pour les optimiser, les concepteurs utilisent des descriptions numériques de plus en plus élaborées. Pour reproduire l'interaction entre les différents modes de transfert de chaleur significatifs, les codes de simulation associés doivent échanger leurs résultats. Mais les approches de type "couplage" demeurent très onéreuses sur le plan informatique. Des techniques de "chaînage" pourraient permettre d'approcher à coût réduit les propriétés thermiques de l'écoulement. Une méthodologie de détermination du coefficient d'échange convectif des films de refroidissement est ici examinée. L'étude théorique et une application pratique permettent de mettre en évidence l'erreur conceptuelle dont souffre cette méthodologie. Une proposition de substitution permet de corriger cette erreur<br>The temperature levels reached in modern jet engines threaten the mechanical hold-up of confining walls. Air bleeding is necessary, which deteriorates the global aerothermal efficiency. In order to optimize it, designers use more and more elaborate numerical descriptions. In order to reproduce interactions between the various significant heat transfer modes, the corresponding simulation codes must exchange their outputs. However "coupling" type approaches remain very expensive from a computing point of view. "Chaining" type techniques could allow to approach the termal properties of the flow at a reduce cost. A methodology for the determination of the convection coefficient for cooling films is examined. Theoretical study and a practical application allow to underscore the conceptual error this methodology is suffering from. An alternative methodology is proposed to correct this error
5
Sefiane, Khellil. "Etude des échanges thermiques en ébullition. Contribution à l'analyse et modélisation des instabilités de la crise d'ébullition." Aix-Marseille 3, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX30046.
Full textAbstract:
Le developpement des applications industrielles qui necessitent des transferts thermiques intenses (reacteurs nucleaires a eau, chaudiere, moteur de fuseeetc. ) ont donne des champs d'application a l'ebullition. Toutefois on s'est apercu que la connaissance du phenomene est superficielle, ce qui etait a la base de nombreux travaux consacres a son etude fondamentale. Le travail presente s'inscrit dans cette optique. Les travaux consacres au phenomene d'ebullition ont ete analyse dans le but de donner une interpretation physique au maximum que presente la courbe d'ebullition : crise d'ebullition. L'etude de l'ebullition en micropesanteur nous a permis de mettre en evidence d'une part l'insuffisance des modeles existants a decrire le phenomene et d'autre part de degager par une analyse experimentale des parametres determinants dans le mecanisme de la crise d'ebullition. Ces deux parametres sont la fraction de surface seche et le transfert thermique par effet de recul de la vapeur. Un modele theorique qui decrit l'ebullition transitoire en micropesanteur est developpe pour mettre en evidence la pertinence de ces derniers parametres. En se basant sur ces resultats, un nouveau mecanisme est propose pour decrire la crise d'ebullition dans toutes les situations (ebullition stagnante, forcee, en microgravite ou en gravite normaleetc. ), ce mecanisme base sur l'instabilite induite par l'effet de recul de la vapeur est etudie a travers une analyse de stabilite lineaire. Cette analyse a permis d'elucider le role que peuvent jouer plusieurs facteurs jusque la incompris tels que les angles de mouillage, la pression, la tension superficielleetc.
6
Julien, Bruno. "Contribution à l’amélioration du confort thermique dans une automobile : modélisation et caractérisation expérimentale des échanges aérauliques et thermiques dans un habitacle de voiture." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0007.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif la conception et la mise au point d'un outil permettant d'optimiser les paramètres conditionnant le confort thermique dans l'habitacle d'une automobile. Il s'agit d'un logiciel de modélisation fournissant, à partir d'une description du domaine concerné et des conditions aux limites auxquelles il est soumis, une évaluation quantitative des températures, flux de chaleur et vitesses d'air dans tout le domaine. La partie théorique du travail porte sur l'élaboration d'un code numérique simulant, en régime établi, les échanges aérauliques et thermiques -incluant les échanges par rayonnement- à l'intérieur de l'habitacle. Le modèle développé permet ainsi de connaître, pour une situation donnée, la vitesse de l'air et les températures en tout point de l'habitacle, ainsi que les flux de chaleur conductifs, convectifs et radiatifs sur les différentes surfaces. Il permet également d'effectuer les études de sensibilité aux paramètres, particulièrement utiles dans toute démarche d'optimisation. La partie expérimentale a porté sur la mise au point de méthodes de mesure fournissant une caractérisation de l'écoulement d'air et du champ de températures dans l'habitacle. Les campagnes d'essais effectuées ont servi d'une part à alimenter le code en données et, d'autre part, à le qualifier. Cette recherche a débouché sur la mise à la disposition des constructeurs d'automobiles français, d'un ensemble de moyens contribuant à la connaissance et à la prédiction des échanges aérauliques et thermiques dans l'habitacle d'une automobile et, par-là même, à l'amélioration du confort thermique des personnes transportées.
7
Violette, Sophie. "Modélisation des circulations d'eau dans le volcan de la Fournaise : approche du bilan hydrologique et des échanges thermiques." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066679.
Full textAbstract:
Cette thèse propose un modèle de circulation des eaux au sein d'un appareil volcanique actif, le Piton de la Fournaise, île de la Réunion. Jusqu'à présent, sur ce massif, peu d'études avaient été en mesure d'estimer les principaux termes du bilan hydrologique car les données concernant aussi bien l'entrée, (pluie), que les sorties, (etp, ruissellement, infiltration), sont peu nombreuses. De plus, elles ne rendent pas toujours compte de l'hétérogénéité aussi bien spatiale que temporelle des phénomènes observés. Aucun terme du bilan n'étant sûr à l'échelle du massif, une méthode globale, où les écoulements souterrains sont couplés aux écoulements de surface a permis de tester deux hypothèses de circulation des eaux. Ces hypothèses reprennent des études hydrogéologiques menées dans des contextes géologiques et hydroclimatiques similaires, (Hawaii, îles Canaries, Polynésie française et Piton des Neiges à l'île de la Réunion. ) La première envisage l'existence d'un niveau saturé généralisé dont la pente piézométrique est faible en bordure de côte pour augmenter rapidement à l'intérieur du massif. La seconde se base sur la structure volcano-tectonique de l'édifice. Seule la seconde hypothèse a permis d'obtenir des résultats cohérents avec les données disponibles. Outre la caractérisation des circulations, une estimation du bilan hydrologique a été possible. Les quantités d'eau entrant dans le système étant importantes, il est apparu intéressant d'étudier leurs relations avec la chambre magmatique qui est située à faible profondeur. Le modèle thermique a permis de préciser la géométrie de la nappe de base, et d'envisager l'évolution thermique du système au cours du temps. (Doc Thèses)
8
Kenaï, Mohamed Amine. "Caractérisation, analyse et modélisation des échanges énergétiques entre un mur végétalisé intensif et son environnement." Thesis, Artois, 2016. http://www.theses.fr/2016ARTO0202.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse vise à comprendre et analyser les échanges thermiques qui ont lieu entre un bâtiment et son environnement en présence de parois végétalisées « intensives ». Nous présentons dans ce manuscrit, une démarche numérique et expérimentale sur l’évaluation de l’incidence thermique de ces Murs Végétalisés (MV). Une plateforme constituée de trois prototypes identiques (3 mini-laboratoires thermiques) sous conditions climatiques réelles a été conçue et instrumentée. Dans un premier temps, deux écrans permettant une variation rapide et graduelle des taux de couvertures de 10 à 100% ont été ajoutés devant les prototypes. Ainsi, plusieurs séries de mesures ont été effectuées et des réductions significatives au niveau des températures et des flux de chaleur ont été enregistrées et interprétées. Cette démarche expérimentale avait pour premier objectif de mettre en oeuvre une occultation artificielle et donc maîtrisée. Un premier modèle a été développé sur la base de l’écriture des équations de bilan des échanges thermiques entre la paroi à occultation variable et son environnement climatique. Ce modèle confronté aux résultats fournis par l’expérimentation apermis de valider les approches théoriques au niveau des transferts radiatifs et convectifs. Dans un deuxième temps, le premier modèle qui a été développé dans ce travail a été adapté au cas d’une occultation « réelle » par de la végétation (lierre ou vigne vierge) puis validé expérimentalement. Il a été finalement implémenté dans un code de simulation thermique dynamique de bâtiment (TRNSYS), et ainsi l’incidence thermique des murs végétalisés simples (intensifs) a pu être évaluée à l’échelle réelle d’un bâtiment. Les résultats de simulations pour un climat tempéré montrent que la présence des plantes à feuilles persistantes a un impact négatif sur la demande énergétique hivernale. A l’inverse, en période estivale, les résultats montrent que les murs végétalisés ont un intérêt au niveau de la limitation des surchauffes. Leur présence réduit alors notablement la consommation énergétique nécessaire pour « climatiser » le bâtiment et améliore ainsi le confort thermique intérieur<br>This PhD thesis aims to understand and analyse the heat exchanges that occur between a building and its environment in the presence of intensive vegetated walls. In this manuscript, a numerical and experimental approach to evaluate the thermal impact of green walls is presented. A platform composed of three identical prototypes (3 thermal mini-laboratories) under real weather conditions has been designed and instrumented. As a first step, two screens permitting a rapid and gradual variation of coverage rate from 10 to 100% were added to the prototypes. Thus, several series of measurements were performed and significant reductions in temperature and heat flow were recorded and interpreted. The primary objective of this experimental approach was to implement an artificial shading and thus controlled. A first model was developed based on the writing of heat exchanges energy balance equations between the wall with variable coverage rate and its climatic environment. This model confronted to the experimental results allowed the validation of the theoreticalapproaches at the level of radiative and convective heat transfer. Secondly, the first model that was developed in this work has been adapted to the case of a "real" occultation by vegetation (Ivy or Virginia creeper) then validated experimentally.It was finally implemented in a dynamic thermal simulation code (TRNSYS), and thus the thermal impact of green walls were evaluated at the real scale of a building. Simulation results in a temperate climate show that the presence of evergreen plants has a negative impact on winter energy demand. Conversely, in summer, the results show that green walls have an interest in limiting overheating. Their presence significantly reduces energy consumption needed to cool the building and improves the indoor thermal comfort
9
Lalanne, Nicolas. "Modélisation des échanges thermiques et radiatifs en environnement urbain à très haute résolution spatiale : aide à l'interprétation des mesures par télédétection infrarouge." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4731/document.
Full textAbstract:
La consommation énergétique en France a pour origine principale le secteur résidentiel et tertiaire. En environnement urbain, l’habitat est encore principalement ancien, avec des déperditions importantes. L’amélioration des performances énergétiques passe par la quantification des pertes, basée sur une méthode globale de mesure par caméra infrarouge à haute résolution spatiale.L’interprétation des images obtenues nécessite une description des termes radiatifs composant le signal, pour cela un simulateur original est mis au point. A partir d’une scène tridimensionnelle maillée, le champ de température est calculé pour les parois 1D et pour les ponts thermiques 2D, par le programme thermique développé à cet effet, SUSHI qui s’appuie sur un pré-calcul d’éclairement solaire et un pré-calcul de réponse indicielle 2D. Le signal du capteur infrarouge est alors modélisé en adaptant le code radiatif MOHICANS.Cette chaîne logicielle a l’originalité de proposer une fusion efficace des simulations de la réponse dynamique en température et en luminance de zones présentant un transfert 1Dà travers la paroi et de zones présentant un transfert 2D.La mise en œuvre de la campagne expérimentale BATIR a permis de mesurer le comportement thermique d’une façade de bâtiment et de son environnement radiato-convectif. Une validation ponctuelle des températures calculées par SUSHI a été réalisée par confrontation à une mesure par thermocouple. Des caméras infrarouges ont été mises en œuvre afin de collecter la luminance issue de la façade étudiée en bande II et III. Les luminances calculées par MOHICANS sont comparées à ces acquisitions, et valident la chaîne logicielle à ce niveau<br>The main origin of the energy consumption in France is the residential and commercial sector. In urban environment, housing is mostly old, which means high heat losses. The improvement of energy performances requires the quantification of heat losses. This quantification may be based on a global measurement by an infrared camera with high spatial resolution.The infrared image interpretation requires a description of the radiative terms that make up the signal. For that purpose, a novel simulator is developed. The temperature field is calculated from a meshed three-dimensional scene composed of 1D walls and 2D thermal bridges. This operation is realized by the developed thermal software SUSHI, which is based on solar irradiance pre-computation and on 2D unitary response pre-computation. The software uses as input environmental data measured in the field. The infrared sensor signal is then modelled by adapting the radiative program MOHICANS. This software chain has the distinct advantage of an efficient fusion of dynamic response simulations of temperature and radiance, for areas with unidirectional and 2D heat transfer.The experimental campaign BATIR was set-up for measuring the thermal behavior of a building façade and its convective and radiative environment. A local validation of temperature calculation by SUSHI was realized through a comparison with thermocouple measurement results. Infrared cameras were operated in order to collect the radiance coming from the analyzed façade in band II and III. The radiances calculated by MOHICANS were compared with these acquisitions in order to validate the software chain at this level
10
Latef, Kaddour. "Contribution à la propagation des ondes et aux transferts thermiques dans les matériaux multicouches et aux modélisations des échanges thermiques." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10110.
Full textAbstract:
L'étude est une contribution : d'une part à la propagation des ondes (E. M. ), acoustiques, optiques. . . ) et aux transferts thermiques dans les matériaux multicouches d'autre part à une étude expérimentale et une modélisation des transferts thermiques dans les bâtiments. A partir des équations de Maxwell et de la théorie des lignes pour la propagation des ondes E. M. , nous donnons les quadripôles équivalents aux matériaux homogènes et linéaires. Nous généralisons la méthode pour les ensembles multicouches et donnons le quadripôle équivalent, nous donnes le coefficient de réflexion, de transmission, etc. Nous étendons cette méthode à toutes les ondes. Par analogie, nous assimilons les transferts thermiques à une propagation «fictive» nous donnons le quadripôle équivalent, nous définissons une impédance «fictive», une constante de propagation «fictive». Nous séparons les contributions flux radiatifs, flux convectifs et nous montrons que les difficultés sont liées aux stratifications des couches d'air et aux couplages flux radiatifs-flux convectifs. L'essai de modélisation porte sur les échanges thermiques et en particulier les couplages. Nous donnons une contribution sur les échanges thermiques et en particulier les couplages. Nous montrons que pour les parois légères il faut négliger l'influence des couplages radiatifs. Les résultats obtenus en régime transitoire valables à quelques % près et nous montrons pourquoi il est difficile―compte tenu de nombreux paramètres―d'obtenir mieux
11
Nahon, Raphaël. "Modélisation des échanges radiatifs à l'échelle urbaine pour un urbanisme bioclimatique." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10130/document.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est de permettre une meilleure évaluation du bioclimatisme d’un projet d’aménagement urbain dès les premières étapes de la conception: de sa capacité à capter la lumière naturelle à l’intérieur des bâtiments, de l’efficacité énergétique de ces derniers et du confort thermique des espaces extérieurs. Une première esquisse de la géométrie extérieure d’un projet est proposée dès la phase concours, dans le plan masse. A ce stade, les bâtiments sont généralement assimilés à des prismes droits, avec éventuellement des toitures inclinées. Les détails architecturaux tels que la forme et la position des fenêtres, le cloisonnement intérieur ou la composition des parois ne sont pas définis, et il est donc impossible de modéliser l’éclairage naturel à l’intérieur des locaux ou encore le comportement thermique des enveloppes dans le plan masse. Nous montrons qu’il est toutefois possible d’identifier dès cette étape les sources de rayonnement extérieures les plus favorables au bioclimatisme des bâtiments. Nous introduisons notamment les notions de luminances utiles et suffisantes, qui traduisent la part d’une année pour laquelle une source de lumière permet un éclairement adapté à l’intérieur des locaux, et de températures radiantes, qui traduisent l’impact des sources de rayonnement de grandes et courtes longueurs d’ondes sur le réchauffement des surfaces et le confort thermique extérieur. Nous analysons leur distribution sur la voûte céleste et mettons en évidence sa variabilité sous différents climats. L’objectif final de ce travail est de proposer un outil de modélisation à même de guider les aménageurs dans leur recherche de formes urbaines bioclimatiques, dès le plan masse<br>The main objective of this work is to evaluate the bioclimatism of an urban project at its early stages: its capacity to harness daylight, the energy efficiency of the projected building and the thermal comfort of the outdoor environment. A first proposal for the exterior geometry is made in the mass plan. At this stage, buildings are commonly represented as mass blocks. Architectural details, such as windows shapes, interior coatings or wall composition are not defined, and daylighting inside the buildings or thermal behavior of their envelope are impossible to model. Nevertheless, we show that it is possible to evaluate as soon as in the mass plan the impact of the exterior radiative sources on the bioclimatism of the project. The concepts of sufficient and useful luminances and radiant temperatures are introduced. The first two criteria traduce the percentage of the year in which an outside luminous source induces a convenient illuminance inside the buildings; the third one traduces the impact of an outside radiative source on the heating and cooling of the outside surfaces and the outdoor thermal comfort. We analyze their distribution on the sky vault and highlight its variability under different climates. The final objective of this thesis is to propose a software likely to lead the urban planners in their search of bioclimatic urban forms: ensuring daylight access inside the buildings, energy efficiency and outdoor thermal comfort
12
Lacarrière, Bruno. "Etude numérique et expérimentale des échanges thermiques en cavités partitionnées : application aux transferts instationnaires dans les briques à perforations verticales." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30207.
Full text
13
Atlati, Samir. "Développement d'une nouvelle approche hybride pour la modélisation des échanges thermiques à l'interface outil-copeau : application à l'usinage de l'alliage d'aluminium aéronautique AA2024-T351." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0200/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre d'une collaboration internationale entre l'Université de Lorraine (France) et l'Université d'Oujda (Maroc). Les travaux réalisés concernent la modélisation de l'usinage par enlèvement de matière. Deux aspects importants de l'usinage ont été abordés : le processus de la formation de copeaux et les échanges thermiques à l'interface outil-copeau. Dans la première partie de la thèse, une modélisation par élément finis (EF) du processus de la coupe a été mise en place. La segmentation des copeaux a été particulièrement analysée grâce à l'introduction d'un nouveau paramètre, le Rapport d'Intensité de Segmentation, permettant de quantifier ce phénomène. Une corrélation entre la réduction de l'effort de coupe et l'intensité de segmentation a été établie. La deuxième partie de la thèse a été consacrée à l'étude des échanges thermiques à l'interface outil-copeau, qui contribuent entre autres à l'usure de l'outil de coupe. Un des points importants de l'étude est la mise en place d'une procédure d'identification hybride (analytique/numérique) permettant d'estimer le flux thermique transmis dans l'outil de coupe et de remonter au coefficient de partage de la chaleur à l'interface outil-copeau pour chaque vitesse de coupe. Avec les valeurs identifiées du coefficient de partage de la chaleur pour chaque vitesse de coupe, une loi d'échange thermique multi-branches a été proposée et ses paramètres identifiés. Cette loi donnant l'évolution du coefficient de partage de la chaleur en fonction de la vitesse de coupe a également été définie en fonction de la vitesse relative de glissement à l'interface outil-copeau dans le but de l'implanter dans un code de calcul EF. L'interface utilisateur VUINTER du code Abaqus/Explicit a été exploitée pour implanter la loi proposée, afin d'appréhender complètement le contact d'un point de vue mécanique et thermique. Il est désormais possible d'implanter via cette interface-utilisateur n'importe quelle autre loi de contact thermomécanique (frottement, coefficient de partage de la chaleur, etc.). L'implantation via la subroutine VUINTER a été validée sur des cas tests d'abord, et puis ensuite en usinage. Les résultats obtenus pour les flux thermiques avec cette nouvelle procédure sont en très bon accord avec les mesures expérimentales pour le couple outil-matière considéré : AA2024-T351/WC-Co<br>This PhD. thesis is realised in the framework of an international cooperation between the University of Lorraine (France) and the University of Oujda (Morocco). The work done concerns the modelling of machining process by material removal. Two important aspects of machining have been investigated: the chip formation process and the heat exchange at the tool-chip interface. In the first part of the thesis, a FE modelling of the cutting process has been established. Chips segmentation have been particularly analysed using à new parameter (Segmentation Intensity Ratio) allowing the quantification of the phenomenon. A correlation has been established between the cutting force reduction and the chip segmentation intensity. The second part of the thesis has been devoted to the study of heat exchange at the tool-chip interface, among other phenomena that contribute to the tool wear. One important point of the study is the establishment of a hybrid identification procedure (analytical/numerical) to estimate the heat flux transmitted into the cutting tool, and identification of the heat partition coefficient at the contact interface for each cutting speed. With identified values of the heat partition coefficient obtained by varying the cutting speed, a heat exchange multi-branch law has been proposed and parameters of this law have been identified. This law corresponds firstly to the evolution of the heat partition coefficient as a function of the cutting speed. Thereafter, it was defined in term of the relative sliding velocity at the tool-chip contact interface, in order to implement it in a FE code. The user interface VUINTER of Abaqus/Explicit has been used to implement the proposed law, to fully control the mechanical and thermal contact. It is henceforth possible to implement with this user interface any thermomechanical contact (friction, heat partition coefficient, etc.). The implementation via the user subroutine VUINTER was validated first on adequate tests, then on machining. The obtained results for heat fluxes with this new procedure are in good agreement with experimental measurements for the tool-workmaterial couple considered: AA2024-T351/WC-Co
14
Daviau, Noëlie. "Études fines des échanges énergétiques entre les bâtiments et l'atmosphère urbaine." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1005/document.
Full textAbstract:
Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse porte sur l'effet que les bâtiments exercent sur l'atmosphère urbaine et notamment sur les échanges énergétiques qui s'opèrent entre les deux systèmes. Afin de modéliser plus finement les effets thermiques du bâtiment sur les écoulements atmosphériques lors de simulations réalisées par le logiciel de CFD Code_Saturne, nous procédons au couplage de cet outil avec le modèle de bâtiment BuildSysPro. Cette bibliothèque fonctionne sous Dymola et peut calculer des matrices descriptives du bâtiment utilisables ensuite en dehors du logiciel. Ce sont donc ces matrices qui sont utilisées pour le couplage par l'intermédiaire d'un code assurant l'échange de données entre les calculs de thermique du bâtiment et ceux de CFD. Après une revue des phénomènes physiques en lien avec l'atmosphère urbaine et des modèles existants, nous nous intéressons aux interactions entre l'atmosphère et le milieu urbain, notamment les bâtiments. Ceux-ci peuvent avoir un impact sur les écoulements aussi bien dynamique, en tant qu'obstacles, que thermique, via leurs températures de parois. Parallèlement à la mise en place du couplage entre les deux logiciels, nous étudions les données de la campagne de mesures EM2PAU que nous utilisons pour notre validation. EM2PAU, réalisée en 2011 à Nantes, représente une rue canyon idéalisée par deux rangées de conteneurs. La campagne a pour spécificité de prendre simultanément les mesures de températures d'air et de parois ainsi que les vitesses du vent de référence et des écoulements dans le canyon par un anémomètre sonique placé à 10 m d'altitude et six autres positionnés en six emplacements dans le canyon. Nous cherchons donc à mettre en évidence les effets dynamiques et thermiques des bâtiments sur les écoulements à partir des résultats de cette campagne, pour ensuite les simuler. Puis la modélisation numérique des écoulements sur le domaine de EM2PAU est réalisée. L'objectif de ce travail est de mettre en évidence l'influence des effets thermiques des parois sur les flux atmosphériques. Nous comparons des simulations avec différentes méthodes pour donner les valeurs des températures de surface des conteneurs. La première méthode consiste à imposer ces températures d'après les mesures ; ainsi la température de chaque paroi sera fixée à la température de surface mesurée lors de l'instrumentation de EM2PAU. Quant à la deuxième méthode, on impose la température de l'air extérieur mesurée à l'instant simulé à toutes les parois des conteneurs, afin de créer un cas où l'on n'observe que peu ou pas d'échanges de chaleur. Enfin la troisième méthode est la simulation couplée de Code_Saturne et BuildSysPro. Les résultats des différentes simulations sont alors comparés afin de distinguer les effets thermiques des parois des bâtiments sur les écoulements d'air. Nous observons que les effets dynamiques sont primordiaux et peuvent engendrer des vitesses verticales de l'écoulement dans le canyon de l'ordre plusieurs mètres par seconde, tandis que des écarts de températures de surface de l'ordre de 15°C peuvent modifier les vitesses verticales du vent de moins de 0, 5 mètres par seconde. Si ces effets thermiques sont difficiles à isoler sur des mesures en raison des autres phénomènes susceptibles d'influencer les écoulements atmosphériques, les études numériques peuvent toutefois mieux quantifier ces différences<br>This thesis work is about the effect of buildings on the urban atmosphere and more precisely the energetic exchanges that take place between these two systems. In order to model more finely the thermal effects of buildings on the atmospheric flows in simulations run under the CFD software Code_Saturne, we proceed to couple this tool with the building model BuildSysPro. This library is run under Dymola and can generate matrices describing the building thermal properties that can be used outside this software. In order to carry out the coupling, we use these matrices in a code that allows the building thermal calculations and the CFD to exchange their results. After a review about the physical phenomena and the existing models, we explain the interactions between the atmosphere and the urban elements, especially buildings. The latter can impact the air flows dynamically, as they act as obstacles, and thermally, through their surface temperatures. At first, we analyse the data obtained from the measurement campaign EM2PAU that we use in order to validate the coupled model. EM2PAU was carried out in Nantes in 2011 and represents a canyon street with two rows of four containers. Its distinctive feature lies in the simultaneous measurements of the air and wall temperatures as well as the wind speeds with anemometers located on a 10 m-high mast for the reference wind and on six locations in the canyon. This aims for studying the thermal influence of buildings on the air flows. Then the numerical simulations of the air flows in EM2PAU is carried out with different methods that allow us to calculate or impose the surface temperature we use, for each of the container walls. The first method consists in imposing their temperatures from the measurements. For each wall, we set the temperature to the surface temperature that was measured during the EM2PAU campaign. The second method involves imposing the outdoor air temperature that was measured at a given time to all the surfaces, reducing every heat exchange to almost zero. The third method at last is the coupled simulation of Code_Saturne and BuildSysPro where BuildSysPro calculates the wall temperature from the Code_Saturne data. . The results of these different ways of modelling the wall temperatures are then compared in order to show the thermal effects of building wall heating on the air flows. We notice that the dynamic effects are dominant and can generate vertical wind speed that can pass several meters per second. On the other hand, differences of surface temperatures higher than 15°C can influence the vertical wind speed for less than 0.5 meters per second. These thermal effects are not easily highlighted with measured data because of the other phenomena that can impact the air flows. However they can be quantified with numerical studies
15
Laurent, Mathieu. "Modélisation thermomécanique et analyse de la durabilité d'échangeurs thermiques à plaques soudées." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00961182.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de proposer une méthodologie simple pour évaluer l'intégrité et la durée de vie d'échangeurs thermiques soudés. Une approche à deux échelles est proposée. Une description macroscopique avec la prise en compte de la structure de l'échangeur est menée pour permettre des calculs thermoélastiques par éléments finis. La réponse mécanique de l'échangeur pour deschargements thermiques, cycliques, simples est évaluée. Notamment, les zones de concentration decontraintes sont repérées. A partir cette étude, une étude micromécanique du comportement dumatériau composant l'échangeur est menée. Le matériau considéré est un acier 316L. Soncomportement élastoplastique est identifié avec un écrouissage isotrope et cinématique. La tenuemécanique pour des chargements en fatigue oligocyclique est évaluée à l'aide d'un dispositif deflexion 4 points alternée et un critère de Manson-Coffin est identifié. Ce critère est utilisé pour évaluerle nombre de cycle admissible par l'échangeur pour une amplitude de chargement donnée. Pour cela,la déformation plastique attendue dans l'échangeur est évaluée à partir d'une équivalence en énergieaux endroits où la contrainte se concentre. Les prédictions du modèle ont été comparées de manièresatisfaisante avec les résultats expérimentaux menés sur un échangeur test, pour la réponsethermoélastique que pour l'évaluation du nombre de cycles à rupture.
16
Manolescu, Mircea. "Modélisation des échanges radiatifs dans des cavités complexes à l'aide d'outils infographiques : application à la qualification des ambiances radiatives." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0127.
Full textAbstract:
Les études bibliographiques dans le domaine du transfert thermique radiatif effectuées au cours de ce mémoire montrent l'impossibilité de résoudre le problème par des méthodes analytiques classiques dans des géométries complexes. La résolution numérique peut, théoriquement, approcher les résultats exacts mais la principale barrière est constituée par la taille mémoire requise. Des problématique voisines existent dans le domaine de la synthèse d'image. Elles sont traitées à l'aide de méthodes numériques avancées, mais les hypothèses de travail sont spécifiques au domaine visible du rayonnement et les phénomènes physiques simplifiés en conséquence. Notre contribution essentielle a donc été de recourir à l'emploi des techniques infographiques pour traiter des problèmes généraux de transfert radiatif dans des géométries complexes. Le code développé, outre la prise en compte de géométries complexes munies d'obstacles et des caractéristiques radiatives réelle des surfaces, permet une présentation synthétique des résultats sous forme d'images suggestives facilitant ainsi les choix du concepteur ou du chercheur. Finalement, une application à la caractérisation des ambiances habitables en terme de confort est développée pour illustrer la démarche et les potentialités de celle-ci<br>Literature review in radiative heat transfer done during our work shows the impossibility of solving this problem by classical analytical methods in complex geometries. Numerical computation could, theoretically, aproach real results but the main problem is the requirement of a huge available memory. Such problems could be found also in the domain of synthetic images. They are treated using advanced numerical methods, but working assumptions are specific to the visible spectrum of radiation and the physical phenomena considered are thus simplified. Our essential contribution is to use infographic tools in order to solve radiative heat transfer problems in complex geometries. The program we developed takes into consideration complex geometries with obstacles and real radiative properties of bodies, allows a synthetical representation of results as suggestive pictures, in order to help the decisions of the designer or of the scientist. Finally, an application to the comfort characterisation of a living space is presented in order to show the perspectives and the possibilities offered by our work
17
Meksi, Olfa. "Contribution à la caractérisation numérique et expérimentale des échanges thermiques externes des machines électriques totalement fermées et non ventilées avec introduction des données d’incertitudes." Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2367/document.
Full textAbstract:
En plus des aspects électrique, magnétique, vibro-acoustique et mécanique, les considérations thermiques doivent être prises en compte lors des phases de conception et d’optimisation des machines électriques. Ce mémoire se porte sur l’analyse et la simulation du comportement thermique des machines électriques Totalement Fermées et Non Ventilées (TFNV) et plus particulièrement sur le cas de la machine Synchro-réluctante (Synchrel), utilisée comme actionneur d’embrayage. Un modèle thermique détaillé (MTD), décrivant le comportement thermique de la machine Synchrel est conçu. Ce MTD proposé est construit grâce à une combinaison de la méthode à Constantes Localisées (CL) et d’une technique numérique de type Mécanique des Fluides Numériques (MFN). La première méthode est dédiée à la modélisation des transferts conductifs et radiatifs. La seconde permet de modéliser le mécanisme de refroidissement par convection naturelle autour de la machine Synchrel. Compte-tenu de l’importance du mode de refroidissement sur l’évolution des températures critiques, l’approche MFN peut apporter plus de précision. Par contre, elle nécessite des temps de calcul importants ce qui freine son utilisation. Afin de surmonter cette problématique, les résultats numériques obtenus pour des points de fonctionnement particuliers sont utilisés afin de définir des relations de corrélation analytiques. Cette analyse numérique est accompagnée d’une démarche expérimentale afin d’élaborer les corrélations expérimentales correspondantes. L’étude montre que les solutions numériques peuvent converger vers des solutions plus précises si l’on tient compte des données d’incertitudes introduites par cette approche. La deuxième problématique traitée est la détermination des Résistances Thermiques de Contact (RTCs) des machines électriques. Elles constituent des paramètres clefs dans la définition du MTD complet. La démarche de détermination des RTCs est basée sur deux approches d’identification paramétrique. La première est basée sur des observations expérimentales du comportement thermique de la machine. La seconde est basée sur une approche mathématique de réduction de modèle. Les valeurs déterminées sont cohérentes avec la littérature, bien que la machine Synchrel diffère en topologie, taille et puissance. En utilisant la corrélation d’origine numérique du phénomène de convection externe, le MTD complet est alors utilisé afin d’évaluer la variation de température due à l’erreur introduite par la MFN. En utilisant la corrélation expérimentale, le MTD complet est validé. Les approches d’identification paramétrique conduisent à la construction de deux modèles thermiques de second ordre de la machine. Ces modèles permettent la surveillance du comportement thermique du bobinage et du carter. Ces deux modèles simplifiés font montre d’une prédictibilité satisfaisante au regard de leur simplicité<br>In addition to electrical, magnetic, vibro-acoustic and mechanical aspects, thermal considerations must be taken into account during the design and optimization of electrical machines. This study focuses on the analysis and the simulation of the thermal behavior of Totally Enclosed Non Ventilated (TENV) electric machines, specifically a Synchro-reluctant motor (Synchrel) in the context of an automotive application : a clutch actuator. A detailed thermal model (MTD) describing the thermal behavior of the Synchrel machine is designed. This proposed MTD is based on a combination of the Lumped Parameter Thermal Network method (LPTN) and the Computational Fluid Dynamics (CFD) methods. The first method is dedicated to model the conductive and radiative heat transfers. CFD techniques are dedicated to model the cooling mechanism based on the natural convection around the Synchrel machine. Since the critical temperature is very sensitive to the cooling mode, the CFD approach is used in this study to provide more accurate results. On the other hand, it requires considerable computing time, which prevents its use in design studies based on optimization methods. In order to overcome this problem, only some numerical results obtained for particular operating points are used to define an analytical correlation based on the numerical calculation relations. This numerical analysis goes with an experimental approach in order to elaborate the corresponding experimental correlations. This study shows that numerical solutions can present a good accuracy, if uncertainty data introduced by this approach are taken into account. The second research problem addressed in this study is the determination of the Contact Thermal Resistances (RTCs), which are key parameters in the definition of the MTD. The determination procedure of the RTCs is based on two parametric identification approaches. The first one is experimental and based on some observations of the thermal behavior of the machine. The second one is based on a mathematical model reduction approach. The determined values are consistent with results from literature, although the Synchrel machine differs in topology, size and power. Using the numerical correlations, the MTD is used to evaluate the temperature deviation due to error terms introduced by the CFD approach. Then, using these experimental correlations, the MTD’s quality can be checked and approved. Parametric identification approaches lead to the construction of two secondorder thermal models of the machine. These models allow monitoring the thermal behavior of the winding and the casing. Both simplified models show satisfactory predictability with respect to their great simplicity
18
Mavroulakis, Andréas. "Développement d'outils destinés à la modélisation des échanges radiatifs dans des enceintes de géométrie complexe. Calcul des facteurs de forme en présence d'obstacles." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30241.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail a ete la mise au point d'une methode generale de determination des facteurs de forme dans une enceinte de forme geometrique complexe, pouvant comporter des obstacles. L'enceinte et les volumes (obstacles) inclus se composent de facettes planes, polygonales, connexes, eventuellement concaves et ayant des contours non auto-intersectants. La demarche generale consiste alors a placer chacun des elements composant une surface emettrice face a une serie de polygones lesquels representent, d'une part la surface receptrice et, d'autre part, les ombres projetees des obstacles. L'impact de l'occultation du recepteur est comptabilise a l'aide de deux operateurs booleens qui fournissent l'union (eventuellement trouee ou non connexe) et l'intersection (eventuellement non connexe) de deux polygones connexes, non troues, eventuellement concaves et dont les contours ne se recoupent pas eux-memes. Enfin, le facteur de forme entre un element emetteur et une surface polygonale est calcule par voie analytique, derivee du principe de l'hemisphere unitaire de nusselt
19
Chapuis, Hervé. "Caractérisation, Evaluation, modélisation des échanges entre aquifères karstiques et rivières : application à la Cèze (Gard, France)." Thesis, Lyon, 2017. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01690380.
Full textAbstract:
Ce travail s’inscrit dans un projet de recherche interdisciplinaire (Zone Atelier Bassin du Rhône – Agence de l’Eau Rhône Méditerranée Corse) portant sur la rivière Cèze, affluent du Rhône.Le terrain d’expérimentation se situe dans les formations karstiques du bassin de la Cèze (Gard, France). Cette zone touristique est exposée à une croissance démographique et de l’activité agricole, engendrant une augmentation de la demande en eau. La thèse se concentre sur la restitution des eaux karstiques à la rivière en période estivale pour en comprendre le fonctionnement de l’hydrosystème en période de basses eaux, quand la ressource est vulnérable.Ce travail a permis d’élaborer une méthodologie, pour analyser et quantifier les échanges entre la rivière et l’aquifère karstique, fondée sur : la géologie, l’hydrologie, la géochimie, la biologie, la radioactivité en radon, l’analyse d’images infrarouges thermiques et la modélisation. Les résultats obtenus avec ces approches sont confrontés pour interpréter les interactions karst/rivière d’un point de vue qualitatif et/ou quantitatif (localisation, périodicité, débits). La confrontation de ces résultats met en avant l’intérêt d’une méthodologie interdisciplinaire pour interpréter et quantifier les échanges karst/rivière. L’application de la méthode montre qu’en juin 2015, la Cèze est alimentée à 50 % par des eaux karstiques.L’analyse multi-métrique du système karstique a permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur son fonctionnement nécessaires pour paramétrer le modèle par réseaux de neurones qui constitue la dernière étape de ce travail<br>This work is part of an interdisciplinary research project (Rhone Basin Workshop Zone – the Rhone-Mediterranean and Corsica Water Agency) on the river Cèze, a tributary of the Rhône.The experimental field is located in the karstic formations of the Cèze basin (Gard, France). This tourist area is exposed to population growth and agricultural activity, causing an increase in water demand. The thesis focuses on the karstic water restitution to the river during summer, in order to understand the functioning of the hydrosystem in periods of low water levels, when the resource is vulnerable.This work led to the development of a methodology to analyze and quantify the exchanges between karstic aquifers and rivers. This methodology is based on geology, hydrology, geochemistry, biology, radon radioactivity, infrared thermal imaging analysis and modeling. The results obtained with these approaches are compared in order to understand the karst/river interactions from a qualitative and/or quantitative point of view (localization, frequency, flow rates). The comparison of these results highlights the advantages of an interdisciplinary methodology for understanding and quantifying the karst/river exchanges. The application of this method shows that in June 2015, 50 % of the river Cèze was fed by karstic waters.The multi-metric analysis of the karstic system has led to new knowledge about its functioning. This knowledge is necessary to set the model’s parameters using neural networks, which is the last stage of this work
20
Elabbassi, Elmountacer Billah. "Modélisation par un mannequin thermique des échanges de chaleur sèche d'un nouveau-né dans un incubateur fermé : validation et applications biomédicales." Amiens, 2003. http://www.theses.fr/2003AMIED006.
Full textAbstract:
La quantification et la partition des différents types d'échanges de chaleur du nouveau-né permettent de mieux connaître et d'améliorer le contrôle de l'environnement thermique dans l'incubateur afin d'assurer à l'enfant un développement optimal. L'approche actuelle de ces transferts thermiques est purement théorique et repose sur de nombreuses approximations mathématiques et physiques. La conception d'un mannequin thermique ayant les dimensions anthropométriques exactes d'un nourrisson de 1400 g a été réalisée dans le but d'estimer les différents paramètres thermiques caractérisant les équations d'échanges de chaleur dans les incubateurs. Ces paramètres dépendent en effet des formes et courbures des différents segments corporels. L'utilisation du mannequin permet de simuler rapidement, de manière précise et reproductible les échanges de chaleur entre le corps et l'environnement. Il permet aussi d'éviter la variabilité interindividuelle qui est particulièrement importante chez les enfants prématurés ainsi que les contraintes éthiques. Le modèle mannequin a permis de calculer différents paramètres indispensables à la gestion de l'environnement thermique dans les incubateurs en particulier ceux liés aux échanges de chaleur sèche par rayonnement. Ceci a permis d'évaluer la température de rayonnement dont la mesure est complexe et qui n'est actuellement pas prise en compte pour réguler l'ambiance thermique dans les incubateurs malgré l'importance des échanges thermiques radiatifs. Le modèle a également permis de répondre à des préoccupations médicales consistant à vérifier certaines hypothèses sur la Mort Subite Inexpliquée du Nourrisson (MSIN) avec une analyse de l'effet position de couchage dorsale ou ventrale sur les échanges de chaleur. D'autres études ont confirmé l'importance de la tête dans la régulation thermique du nouveau-né et le choix de laisser la tête non couverte afin d'éviter une hyperthermie cérébrale lorsque le nouveau-né est trop habillé. Enfin, une étude a montré que la chaleur sèche perdue par la tête est influencée de manière significative par la position de la face sur le matelas lorsque le nouveau-né trop habillé porte un bonnet. Cet aspect met en évidence l'importance de la régulation thermique comportementale chez l'enfant nouveau-né<br>Assessment and knowledge of the partition of the various heat exchanges by newborn is necessary to improve performances and thermal comfort in incubators. A thermal mannequin representing the real shape of a premature newborn weighting 1400 g has been made. Using the present thermal mannequin is more accurate to assess heat exchanges than existing mathematical or others measurements approaches. The model takes in account the complexity of the different segment which greatly influences the heat exchanges with the environment. The thermal mannequin is the most successful device ye for assessing heat transfer. The model solves the problem of the repeatability and the safety of the measurements near the heat tolerance limits of the newborns. The model assess dry heat loss exchanges in incubator in particularly radiant heat exchange that is a predominate way of heat exchanges making possible the calculation of radiant temperature into incubator that is difficult to do in practice. The thermal mannequin is a good tool to test medical hypothesis about the relation between body position and the risk of thermal stress induced by increased body heat storage and the Sudden Infant Death Syndrome (SIDS). Others results confirm the importance of the head in thermoregulation when the newborn is heavily clothed. Finally, a study show that heat loss from the head is modified significantly by head position when the mannequin heavily clothed has the head covered by a bonnet. The thermoregulatory component is important for newborns
21
Nemer, Maroun. "Modélisation de fours de brasage sous vide et validation expérimentale. Méthode de réduction du temps de brasage." Paris, ENMP, 2005. http://www.theses.fr/2005ENMP1348.
Full text
22
Iurevych, Olena. "Etude d'un capteur solaire hybride avec concentrateur holographique du rayonnement solaire." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066290.
Full textAbstract:
Les besoins énergétiques du monde entier augmentent de plus en plus et parmi les sources en énergie renouvelable, l'énergie solaire connaît actuellement un très fort développement. Une des voies en énergie solaire est la filière utilisant des panneaux solaires hybrides qui produisent à la fois de l'électricité et de la chaleur. Le marché des capteurs hybrides en présence ou non de concentrateur et leurs caractéristiques sont présentés. Dans la thèse, on a étudié un capteur hybride associé avec un concentrateur holographique du rayonnement solaire. Ce concentrateur permet de séparer la partie visible utilisée par les cellules photovoltaïques de celle infrarouge, absorbée par l'échangeur thermique. Les différents éléments du capteur et leur fonctionnement sont décrits. Les caractéristiques du capteur et son efficacité dépendent des paramètres optiques et thermiques de ses éléments. Ces paramètres (facteurs de transmission, de réflexion, d'absorption, émissivité) ont été déterminés expérimentalement (CERTES IUT Sénart, CEMHTI Orléans, Université Blaise Pascal Clermont-Ferrand). Les résultats obtenus ont été utilisés dans une modélisation stationnaire et monodimensionnelle des échanges thermiques pour deux configurations différents (avec deux plaques en polycarbonate et avec une plaque en polycarbonate et une lame d'air). La modélisation introduit les effets radiatifs, conductifs et l'absorption du rayonnement en volume. Les profils thermiques et les rendements électriques et thermiques obtenus montrent l'efficacité d'un capteur solaire hybride avec concentrateur holographique<br>The energy requirements worldwide are increasing more and among renewable energy sources, solar energy is exhibiting a very strong growth. Solar hybrid panels that produce both electricity and heat is currently a very promising way. The market for hybrid solar panel with and without concentrator and their characteristics are presented. In the thesis, a hybrid solar panel associated with a holographic concentrator solar radiation is studied. This concentrator separates the visible range used in the photovoltaic cells of the infrared range absorbed by the heat exchanger. The elements of the panel are described. The sensor characteristics and effectiveness depend on the optical and thermal parameters of its elements. These parameters (transmission factors, reflection, absorption, emissivity) were determined experimentally (CERTES IUT Sénart, CEMHTI Orleans, University Blaise Pascal Clermont-Ferrand). The results were obtained in a stationary and dimensional modelling heat exchanges for two different configurations (with two polycarbonate plates with a polycarbonate plate and an air). The model introduces radiative effects, conduction and radiation absorption by volume. The thermal profiles, and electrical and thermal efficiencies obtained show the effectiveness of a hybrid solar collector with holographic concentrator
23
Coudert, Benoit. "Apport des mesures de température de surface par télédétection infrarouge thermique pour la modélisation des échanges d'énergie et d'eau à l'interface sol végétation atmosphère." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00151869.
Full textAbstract:
La température des surfaces naturelles est un terme clé du bilan d'énergie et d'eau à l'interface entre le sol la végétation et l'atmosphère (SVA). Cette variable est accessible par télédétection dans le domaine spectral infrarouge thermique correspondant à une fenêtre atmosphérique pour les mesures spatiales. Dès lors, des mesures fréquentes de celle-ci au niveau du sol ou par satellite comme celles du capteur SEVIRI de MétéoSat8 (MSG) à la résolution du quart d'heure, permettent le suivi continu des échanges de surface. La représentation numérique de ces échanges pour les couverts végétaux par des modèles TSVA comme le modèle SEtHyS, utilisé pour cette étude, peut alors être contrainte par l'assimilation de la température de surface. La spécificité de ce travail de thèse a été de développer une méthodologie basée sur la dynamique de son cycle diurne pour suivre le bilan d'énergie et d'eau à l'interface SVA au niveau de la parcelle agricole puis à l'échelle du paysage hétérogène.
24
Ait, Hssaine Bouchra. "Spatialisation des flux d'énergie et d'eau : combinaison de la modélisation des échanges de surface-atmosphère et de la télédétection optique, thermique et micro-ondes." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30093.
Full textAbstract:
Une estimation précise de l'évapotranspiration (ET) à grand échelle est une priorité pour comprendre les interactions sol-atmosphère, particulièrement dans les zones semi-arides. La télédétection fournit des informations très pertinentes à grande échelle pour alimenter les modèles d'ET. Généralement, trois variables dérivées de la télédétection sont utilisées pour déterminer la distribution spatiale de l'ET : l'humidité du sol en surface (SM) dérivée des données micro-ondes, la température de surface (LST) dérivée des données infrarouges thermiques et les indices de végétation (ou fraction de couvert fc,) issus des réflectances visible/proche infrarouge. Cependant, très peu d'études ont tenté de combiner les trois variables dans un même modèle ET. Dans ce contexte, l'objectif principal de cette thèse est d'améliorer l'estimation de l'ET en combinant la modélisation par télédétection optique /micro-ondes à multiples résolutions et la modélisation des échanges surface-atmosphère. Dans la première partie, le modèle de bilan d'énergie à double source (TSEB) basé sur les données de LST, fc et le coefficient de Priestley Taylor (αPT) qui relie l'ET au le rayonnement net est testé sur une zone hétérogène à Niamey, Niger (Wankama). Les prédictions du modèle en terme de flux de chaleur latente (LE) et sensible (H) sont comparées aux données acquises par un scintillomètre à grande ouverture (LAS) installé sur un transect d'environ 3,2 km couvrant trois types de végétation (mil, savane et jachère). Les résultats obtenus pour H et LE sont pertinents. Cependant, une surestimation des flux simulés à la fin de la saison est remarquée. Ce qui est principalement due à la valeur de αPT (fixé généralement à 1,26). Dans la 2ème partie, un nouveau modèle appelé TSEB-SM dérivé du formalisme TSEB a été développé en utilisant, en plus des données LST et fc, les données de SM comme une contrainte supplémentaire sur l'évaporation du sol. Une calibration innovante est proposée pour extraire trois paramètres clés : le coefficient de Priestley Taylor (αPT) et les paramètres (arss and, brss) de la résistance du sol. En pratique, arss et brss sont extraits à l'échelle saisonnière à partir des données SM et LST avec fc inférieur à un seuil donné fc,thres(fc,thres = 0.5), tandis que αPT est inversé à la échelle journalière à partir des données SM et LST pour fc> fc,thres. Le modèle TSEB-SM est testé sur une parcelle de blé inondée et 2 parcelles de blé irriguées en goutte-à-goutte en utilisant les données in-situ collectées lors de deux expériences expérimentales en 2002-2003 et en 2016-2017 dans le bassin versant du Tensift. L'insertion de la résistance du sol dans le modèle TSEB améliore l'estimation de l'évaporation du sol et, par conséquent, améliore la partition de l'ET. L'analyse de la série temporelle indique que αPT suit principalement la phénologie de la culture de blé, avec une valeur maximale correspondant au développement complet de la biomasse verte et une valeur minimale atteinte à la récolte. Finalement, TSEB-SM est appliqué à l'état réel en utilisant les données MODIS LST et fc à 1 km de résolution et les données SM issu de satellite SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) désagrégées à l'aide d'un algorithme de désagrégation (DisPATCh) à 1 km de résolution. L'approche est validée sur une période de quatre ans (2014-2018) sur une parcelle de blé pluvial dans le bassin du Tensift, au Maroc. La parcelle a été semée pour la saison agricole 2014-2015 (S1), 2016-2017 (S2) et 2017-2018 (S3), alors qu'elle n'était pas labouré (sol nu) pendant la saison 2015-2016 (B1). La contrainte appliquée sur l'évaporation du sol en utilisant le SM dérivé des données SMOS est l'un des principaux facteurs de contrôle de la fraction évaporative, ce qui permet de déterminer avec plus de précision la partition LE/H. De plus, αPT inversé augmente après les événements pluvieux, suggérant un lien avec la disponibilité en eau du sol dans la zone racinaire<br>A precise estimate of evapotranspiration (ET) at the landscape scale remains a priority to understand land-atmosphere-interactions, especially over semi-arid lands. Regarding data availability over large areas and at multiple scales, remote sensing observations provide very relevant information to feed ET models. Commonly, there are three main variables, derived from remote sensing, that can be used to determine the spatial distribution of ET: the surface (0-5 cm) soil moisture (SM) derived from microwave data, the land surface temperature (LST) derived from thermal infrared radiances and vegetation indices (or fractional vegetation cover fc) derived from visible/near infrared reflectances. However, very few studies have attempted to combine all three variables within a single ET model. In this context, the main objective of this thesis is to improve the estimation of ET by combining multi-resolution optical/microwave remote sensing and surface-atmosphere exchange modelling. In the first part, the thermal-based two-source energy balance (TSEB) model based on LST, fc and the Priestley Taylor (PT) coefficient (αPT) relating ET to the net radiation is tested over an heterogeneous watershed in Niamey, Niger (Wankama catchment). The model predictions of area-averaged latent (LE) and sensible (H) heat fluxes are compared to data acquired by a Large Aperture Scintillometer (LAS) set up over a transect about 3.2 km-long and spanning three vegetation types (millet, fallow and degraded shrubs). The results obtained for H and LE are relevant. However, an overestimation of simulated fluxes is recorded at the end of the season. This is mainly due to the fixed maximum value for αPT (generally set to 1.26). In the second part, a new model named TSEB-SM derived from the TSEB formalism is developed by using, in addition to LST and fc data, the near-surface SM as an extra constraint on soil evaporation. An innovative calibration procedure is proposed to retrieve three key parameters: the Priestley Taylor coefficient (αPT) and the parameters (arss and, brss) of a soil resistance formulation. In practice, arss and brss are retrieved at the seasonal time scale from SM and LST data with fc lower than a given threshold fc,thres(fc,thres is set to 0.5), while αPT is retrieved at the daily time scale from SM and LST data for fc> fc,thres. TSEB-SM model is tested over 1 flood- and 2 drip-irrigated wheat fields using in situ data collected during two field experiments in 2002-2003 and 2016-2017 in the Tensift watershed, central Morocco. The coupling of the soil resistance formulation with the TSEB formalism improves the estimation of soil evaporation, and consequently, improves the partitioning of ET. Analysis of the retrieved time series indicates that the daily αPT mainly follows the phenology of winter wheat crop with a maximum value coincident with the full development of green biomass and a minimum value reached at harvest. Finally, TSEB-SM is applied in real-life using 1 km resolution MODIS LST and fc data and the 1 km resolution SM data disaggregated from SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) observations by using a disaggregation algorithm (DisPATCh). The approach is validated during a four-year period (2014-2018) over a rainfed wheat field in the Tensift basin, central Morocco. The field was seeded for the 2014-2015 (S1), 2016-2017 (S2) and 2017-2018 (S3) agricultural season, while it remained under bare soil conditions during the 2015-2016 (B1) wheat seasons. The constraint applied on the soil evaporation by using the SM derived from SMOS data is one of the main controlling factors of the evaporative fraction, which helps determine with more accuracy the LE/H partitioning. Moreover, the retrieved αPT increases after rainfall events, suggesting a relationship with the soil water availability in the root zone
25
M'Batna, Jean Paul. "Contribution à la modélisation tridimensionnelle du comportement termo fluidique d'une cellule de pile à combustible à membrane échangeuse de protons." Phd thesis, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00601707.
Full textAbstract:
Les systèmes piles à combustible sont intégrés dans un ensemble d'auxiliaires qui présentent des contraintes au fonctionnement de ceux-ci. Afin d'envisager un bon fonctionnement, il faut arriver à mieux contrôler ces auxiliaires en éliminant le maximum possible ces contraintes. La modélisation est de plus en plus envisagée pour y apporter une réponse. parmi ces différents types de modélisations, il y a celle qui consiste à traiter le problème de la gestion de l'eau, principale cause de noyage de sites réactionnels ds électrodes de piles. Une telle approche ne peut se faire sans difficulté car elle nécessite le couplage de plusieurs équations. Par utilisation d'un code CFD FLUENT, nous abordons dans une configuration réelle un type de modèle pouvant nous permettre d'apporter une réponse au problème posé par l'état hybride de la cellule. Cela consiste en la détermination de certains paramètres de transfert au coeur de la pile comme la température de la cellule, l'humidité relative, les pressions partielles ainsi que les débits molaires des constituants.
26
Zacharie, Célien. "Modélisation des transferts thermiques instationnaires par modèles paramétriques : application à un four industriel de brasage d’échangeur sous vide." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0264.
Full textAbstract:
Dans le procédé de fabrication d'échangeurs de chaleur à plaques et ondes brasées chez Fives Cryo (88, France), l'opération de brasage dans un four électrique sous vide consiste à assembler un empilement de pièces en aluminium de plusieurs mètres cubes en portant ce dernier à la température de fusion de la brasure. La maîtrise des transferts de chaleur lors de cette opération est nécessaire afin d'assurer la qualité de production. L'enjeu à terme, pour l'entreprise, est de développer un nouvel outil de simulation basé sur des modèles réduits, adaptables à toutes les topologies d'échangeurs, et de l'implémenter sur le procédé réel pour optimiser le pilotage du four. Dans le cadre de la thèse, on a montré que des modèles paramétriques de type ARX pouvaient reproduire le comportement du système étudié composé du four et de sa charge, sous certaines conditions. Les modèles ARX peuvent être interprétés comme des sous-produits de fonctions de transfert thermiques qui peuvent recalculer des températures en certains points pertinents de la charge : à sa surface et en son centre. Pour vérifier leur identifiabilité, ces lois de comportement ont été étudiées à partir de modélisations numériques du système réalisées à l'aide des logiciels FlexPDE® (1D et 2D) et Simfurnace® (logiciel interne 3D). En parallèle, une caractérisation de la métrologie du procédé a été réalisée. L'évaluation et la maîtrise des erreurs de mesure dans un dispositif sous vide et soumis à de hauts flux radiatifs sont essentielles pour obtenir des mesures fiables des températures en régimes transitoire et stationnaire. La recherche des conditions d'instrumentation garantissant cette fiabilité est un enjeu de premier ordre pour rendre le procédé de brasage reproductible, cette propriété étant requise par ailleurs pour identifier convenablement des fonctions de transfert à partir de données expérimentales et les exploiter par la suite<br>In the brazed aluminium heat exchanger manufacturing process at Fives Cryo (88, France), the brazing operation in an electric vacuum furnace consists of assembling a stack of aluminum parts of several cubic meters by making it reach the melting temperature of the braze. The control of heat transfer during this operation is necessary to ensure production quality. The long-term challenge for the company is to develop a new simulation tool based on reduced models, adaptable to all heat exchanger geometries, and to implement it on the real process to optimize the control of the furnace. Within the framework of the thesis, it was shown that parametric models ARX can reproduce the behaviour of the studied system composed of the furnace and its load under certain conditions. ARX models can be interpreted as a by-product of heat transfer functions that can recalculate temperatures at relevant points of the load: at its surface and its core. To verify their identifiability, these behavior laws were studied from numerical modeling of the system using FlexPDE® (1D and 2D) and Simfurnace® (internal 3D software). In parallel, a characterization of the process metrology was carried out. The evaluation and control of measurement errors in a device under vacuum and subjected to high radiative fluxes are essential to obtain reliable temperature measurements in transient and stationary states. The research of instrumentation conditions guaranteeing this reliability is a major challenge to make the brazing process reproducible. This property is also required to properly identify transfer functions from experimental data and to exploit them afterwards
27
Rahmattulla, Azghar A. "Contribution mathématique à l'étude des contraintes thermoélastiques dans les plaques perforées qui maintiennent les tubes d'un échangeur à faisceau tubulaire." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL036N.
Full textAbstract:
L’évaluation des contraintes thermoélastiques dans les plaques qui maintiennent les tubes est une question cruciale pour les problèmes de sécurité dans les échangeurs à faisceau tubulaire. En fait, la plaque supérieure par exemple, est soumise à de très forts gradients de température et de pression. Dans ce mémoire, nous poursuivons les travaux d'une précédente thèse, donnant la modélisation complète du problème, mettant en évidence la présence de plusieurs petits paramètres réduits (Epsilon: période des cavités, e: épaisseur relative de la plaque et B+, B-, Bc différents nombres de Biot relatifs aux différents morceaux de frontière de la plaque) et utilisant la technique d'homogénéisation à échelles multiples, afin de déterminer le comportement global de la plaque. Ici, nous justifions par la méthode de l'énergie (de l'homogénéisation) les résultats mentionnes ci-dessus, de manière rigoureuse. Nous considérons de nouvelles situations relatives à d'autres ordres de grandeur des différents petits paramètres. En particulier, nous déterminons le comportement global de la plaque lorsque l'épaisseur est aussi très petite
28
M'batna, Jean-Paul. "Contribution à la modélisation tridimensionnelle du comportement termo fluidique d'une cellule de pile à combustible à membrane échangeuse de protons." Belfort-Montbéliard, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/60/17/07/PDF/M_BATNA_THESE_UTBM.pdf.
Full textAbstract:
Les systèmes piles à combustible sont intégrés dans un ensemble d'auxiliaires qui présentent des contraintes au fonctionnement de ceux-ci. Afin d'envisager un bon fonctionnement, il faut arriver à mieux contrôler ces auxiliaires en éliminant le maximum possible ces contraintes. La modélisation est de plus en plus envisagée pour y apporter une réponse. Parmi ces différents types de modélisations, il y a celle qui consiste à traiter le problème de la gestion de l'eau, principale cause de noyage de sites réactionnels ds électrodes de piles. Une telle approche ne peut se faire sans difficulté car elle nécessite le couplage de plusieurs équations. Par utilisation d'un code CFD FLUENT, nous abordons dans une configuration réelle un type de modèle pouvant nous permettre d'apporter une réponse au problème posé par l'état hybride de la cellule. Cela consiste en la détermination de certains paramètres de transfert au coeur de la pile comme la température de la cellule, l'humidité relative, les pressions partielles ainsi que les débits molaires des constituants<br>The fuel cell systems are integrated into a set of auxiliary constraints that are operating them. To consider a good performance, it is necessary to better control these aids in eliminating the maximum such constraints. Modeling is increasingly considered to provide an answer. Among these different types of models, there is that which is to treat the problem of water management, the main cause of flooding of sites reactive electrodes batteries. Such an approach can not be done without difficulty because it requires the coupling of several equations. By using a CFD code FLUENT, we deal in a real configuration of a type of model that can enable us to provide an answer to the problem of water status of the cell. This consists of determining some parameters of transfer at he heart of the battery as the cell temperature, relative humidity, partial pressures and the molar flow components
29
Scheiff, Valentin. "Etude expérimentale et modélisation du transfert de chaleur de l'ébullition transitoire." Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0145/document.
Full textAbstract:
L’étude de l’ébullition transitoire est un enjeu important pour la sureté nucléaire. Un tel phénomène peut se produire lors d’un accident de type RIA (Reactivity Initiated Accident)dans un réacteur nucléaire où le pic de puissance au niveau d’un crayon de combustible peut déclencher une ébullition transitoire conduisant à une forte augmentation de la température de la gaine et à un risque de rupture. Plusieurs études en conditions réacteurs ont permis d’obtenir des courbes d’ébullition transitoires mais la modélisation qui en découle manque encore de fiabilité. Dans le cadre d’une collaboration avec l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), une expérience modèle a été construite à l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT). Elle génère un écoulement de réfrigérant HFE7000 dans un canal de section semi-annulaire, simulant l’écoulement autour d’un crayon de combustible, dont la partie intérieure, composée d’une feuille de métal, est chauffée rapidement par effet Joule, simulant l’échauffement de la gaine du crayon. La thermographie infra-rouge permet de mesurer la température de la paroi externe du métal. L’application d’une peinture noire sur le métal augmente son émissivité mais aussi la résistance thermique de la paroi. La précision de la mesure de la température d’intérêt a été optimisée en fonction de l’épaisseur de peinture et une correction sur le bilan d’énergie prend en compte ce paramètre. Ces mesures sont couplées avec une caméra rapide qui permet de visualiser les régimes d’ébullition et d’obtenir des tailles de bulles à l’aide de la mise en place d’algorithmes de traitement d’image. On représente sur un diagramme flux-température les transferts thermiques lors des différents régimes en stationnaire et en transitoire. Chaque régime d’ébullition, en conditions stationnaire ou transitoire, est alors passé en revue : la convection, le déclenchement de l’ébullition, l’ébullition nucléée, la crise d’ébullition, l’ébullition en film et le remouillage. Les régimes stationnaires sont correctement modélisés par des corrélations usuelles. La convection transitoire est caractérisée sur toute la paroi et son évolution se rapproche de la solution quasistationnaire. Il est montré que les transferts thermiques lors du passage vers l’ébullition nucléée sont dépendants de la formation d’une importante poche de vapeur qui se propage sur la paroi. Une étude locale de cette propagation est alors nécessaire. Afin de simuler des transitoires de température durant l’ébullition nucléée, un système d’asservissement de type P.I.D. permet d’imposer des créneaux ou des rampes de températures (de 5 à 500 K.s 1 ). Les résultats en ébullition nucléée sont conformes avec ceux de la littérature, tant en conditions stationnaire que transitoire. L’expérience permet d’étudier le transfert de chaleur lorsqu’un film de vapeur se forme et isole la paroi. Ce régime d’ébullition en film, pendant la chauffe ou le refroidissement de la paroi peut ainsi être stabilisée pendant plusieurs secondes avec ce système. On caractérise ainsi les conditions de déclenchement de l’ébullition en film, la dynamique de sa propagation et les transferts une fois établi. Enfin, l’implémentation des caractéristiques physiques de notre expérience dans le code SCANAIR de l’IRSN, permet de commencer à calculer et comparer nos résultats expérimentaux avec les simulations numériques. Des calculs de conduction instationnaire sont notamment considérés en imposant la température mesurée pour analyser nos résultats lors du régime de convection et après le déclenchement de l’ébullition<br>The study of rapid transient boiling is an important issue in the nuclear safety. Such a phenomenon may occur in the case of a RIA (Reactivity Initiated Accident) in the core of a nuclear reactor powerplant, where a power excursion can trigger the formation of a vapour film around the fuel rod, leading to an important rise of the rod temperature and a risk of failure. Some studies in reactor conditions provided transient boiling curves but the modeling lacks of reliability. In collaboration with the IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire), an experiment model was built at the Institute of Fluid Mechanics of Toulouse. It generates the flow of a refrigerant, HFE7000, in a semi-annular section channel, whose inner wall is made of a metal foil rapidly heated by Joule effect, simulating the heating of a fuel rod. Infrared thermography is used to measure the temperature of the metal foil, painted with a black paint to increase its emissivity, causing also an increase of the wall thermal resistance. The measurement accuracy of the interest temperature has been optimized according to the paint thickness and a correction on the energy balance takes account this parameter. These measurements are coupled with a high-speed camera that allows visualizing the boiling regimes and get bubble sizes using image processing algorithms. On a flux-temperature diagram, the heat transfers are represented both for steady and transient regimes. Each boiling regime is then reviewed : convection, onset of nucleate boiling, nucleate boiling, boiling crisis, film boiling and rewetting. Steady regimes are correctly modeled by usual correlations. Transient convection is characterized over the whole wall and its evolution is closed to the quasi-steady solution. It is shown that heat transfer during the transition to nucleate boiling are strongly related to the formation of a large vapor phase that spreads on the wall. A local study of this propagation is then necessary. In order to simulate and control transient temperature during nucleate boiling, a P.I.D. is implemented to impose a steady or ramps temperature (from 5 to 500 K.s 1 ). The results in nucleate boiling make it possible to recover the results of the literature in both steady and transient conditions. The experiment allows to study the heat transfer when a vapor film is formed and insulates the wall. The film boiling regime during heating or the cooling of the wall can thus be stabilized for several seconds with this system. The conditions for triggering of film boiling are thus characterized, as its spread dynamic and its transfers once established. Finally, the implementation of the physical characteristics of our experience in IRSN’s SCANAIR code allows us to begin to calculate and compare our experimental results with numerical simulations. Unsteady conduction calculations are applied to the measured temperature to analyze our results during the convection regime and after the onset of boiling
30
Cordillet, Sophie. "Modélisation et dimensionnement d'un récepteur solaire pour un système de production de froid par voie thermoacoustique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00843581.
Full textAbstract:
Son efficacité, son faible impact environnemental et sa fiabilité font de la réfrigération thermoacoustique solaire une alternative intéressante aux systèmes solaires de production de froid. L'adaptation des technologies solaire et thermoacoustique requiert une conception thermique précise de l'élément d'interface, le récepteur solaire, constitué d'une cavité et d'un échangeur irradié par le rayonnement solaire. L'objectif de cet élément est de collecter et de transmettre efficacement l'énergie solaire incidente au fluide de travail du système thermoacoustique. Comme les ondes acoustiques sont très sensibles aux perturbations thermiques, la conception du récepteur doit favoriser l'homogénéité thermique, spatiale et temporelle, à l'intérieur de l'échangeur. Pour cette raison, une étude complète incluant le développement d'outils numériques de simulation pour modéliser le processus thermique, du transfert solaire au transfert thermoacoustique est nécessaire afin d'optimiser les dimensions du prototype de la campagne expérimentale. Cette étude décrit les outils de simulation ainsi que les dispositifs expérimentaux comme les résultats obtenus sur les aspects spatiaux et temporels.
31
Rishmany, Jihad. "Comportement statique et dynamique d'une structure périodique 3d d'un échangeur aéronautique : étude expérimentale, modélisation et simulations numériques." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30032.
Full textAbstract:
Les échangeurs thermiques aéronautiques sont soumis à un environnement complexe combinant pression, température et vibrations. L'objectif de cette thèse est l'analyse du comportement statique et dynamique du faisceau d'un tel échangeur. Ce faisceau est une structure complexe périodique 3D composée d'un empilement alterné d'intercalaires où passe l'air chaud et froid respectivement. Différentes approches analytiques et numériques basées sur l'étude d'une cellule élémentaire de la structure sont employées pour modéliser le comportement statique global du faisceau à chaud et à froid. Les résultats statiques sont validés par essais expérimentaux sur différents types d'éprouvettes. À l'issue de cette partie, deux modèles sont proposés pour remplacer la structure réelle du faisceau : un modèle «homogène» et un modèle «stratifié». L'étude dynamique, expérimentale et numérique, montre que ces deux modèles sont capables de prédire de manière satisfaisante le comportement dynamique du faisceau<br>Aeronautical heat exchangers are subjected to a complex environment combining pressure, temperature and vibrations. The objective of this thesis is the analysis of the static and dynamic behavior of the core of an exchanger. The core is a 3D-periodic complex structure composed of an alternate stacking of fins where passes the hot and cold air respectively. Various analytical and numerical approaches based on the study of a basic cell of the structure are employed to model the global static behavior of the core at 20 and 350°C. Static results are validated by experimental tests on various types of specimens. At the end of this part, two models are proposed to replace the real structure of the core : a «homogeneous» model and a «laminated» model. The dynamic study, experimental and numerical, shows that these two models are capable of predicting satisfactorily the dynamic behavior of the core
32
Loicq, Pierre. "Caractérisation et modélisation de la température des rivières sur le bassin de la Maine : influence de la végétation rivulaire et des échanges nappe-rivière." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR4025.
Full textAbstract:
La variabilité spatiale de la température des cours d'eau a été analysée à l'échelle régionale sur le bassin la Maine (22350 km²), où le climat est relativement homogène. La température a été mesurée à 44 stations localisées sur des ordres de Strahler allant de 2 à 7. Les résultats montrent que cette variabilité est liée à la distance à la source et aux flux de nappe. De là, un modèle empirique a été développé. Il peut prédire la température hebdomadaire de l'eau avec une RMSE de 1,35 °C et un biais moyen de -0,13 °C. Le modèle à base physique T-NET a été appliqué sur le bassin versant de la Maine afin de comprendre ses points forts et ses faiblesses et comment les résoudre. L'impact de la végétation rivulaire sur la température, via son influence sur le rayonnement solaire et infrarouge a été caractérisé à la résolution métrique grâce à des données LiDAR sur 270 km du Loir. Les performances de T-NET sont améliorées par rapport aux méthodes plus simples de caractérisation de l'ombrage et l'effet de refroidissement de la végétation sur la température maximale journalière a été quantifié. Enfin, les flux de nappe calculés sur le bassin du Loir par le modèle Eaudyssée à la résolution kilométrique et au pas de temps journalier ont été injectés dans le modèle T-NET. L'impact sur les performances de T-NET et l'influence thermique de ces flux de nappe ont été analysés<br>The spatial variability of stream temperature was analysed at the regional scale on the climatically homogeneous Maine catchment (22350 km²), thanks to temperature measurements of 44 monitoring stations localised on Strahler orders 2 to 7. This variability was found to be linked to the distance from source and the groundwater fluxes. Based on this finding, an empirical model was developed. It can predict weekly water temperature with a RMSE of 1.35 °C and a mean bias of -0.13 °C. The physically based model T-NET was applied on the Maine catchment in order to understand its strong and weak points and suggest potential methods to solve them. The impact of riparian vegetation on stream temperature, via its influence on solar and longwave downward radiation was characterised at the metric resolution thanks to LiDAR data on 270 km of the Loir River. T-NET's performances are improved compared to simpler shade characterisation methods and the vegetation's cooling effect on maximum daily temperature was quantified. Finally, groundwater fluxes computed on the Loir basin by the Eaudyssée model at the kilometric resolution and the daily time step were injected in T-NET. The impact on T-NET's performances, as well as the thermal influence of these groundwater fluxes were analysed
33
Bykalyuk, Anna. "Contribution à l'étude des échanges convectifs à l'interface fluide paroi en présence de matériaux à changement de phase : Application au bâtiment." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0132/document.
Full textAbstract:
De récentes études expérimentales ont montré que les valeurs usuelles du coefficient d’échange convectif sont différentes en présence de matériaux à changement de phase. Cette thèse de doctorat porte sur l'étude numérique des échanges convectifs fluide/paroi dans une cavité ouverte en régime dynamique. Plus précisément, les parois étudiées sont une paroi avec une capacité thermique et une paroi qui contient des matériaux à changement de phase. Trois modèles distincts ont été développés. Dans un premier temps un modèle (modèle 1) qui concerne l’interaction fluide-paroi à la surface d’une paroi résistive (temperature imposée) en régime laminaire stationnaire a été développé et validé. Les résultats ont été confrontés avec la littérature. Ensuite, les échanges convectifs à la surface d’une plaque capacitive (modèle 2) soumise à une rampe de température d’air ont été étudiés. Finalement, un troisième modèle (modèle 3) a été développé, à la suite du modèle 2. Ce dernier modèle concerne l’interaction fluide-paroi à la surface d’une paroi contenant des matériaux à changement de phase en régime dynamique. Les résultats obtenus révèlent des pics locaux du flux de chaleur au cours du temps. Ce fait témoigne du changement d’état à l’intérieur de la paroi qui contient le materiau à changement de phase. De plus, les courbes des coefficients d’échanges convectifs moyens révèlent la dépendance du coefficient d’echange convectif à la capacité thermique du materiau. Par conséquent, la présence des matériaux à changement de phase à l’intérieur d'une paroi influence l’évolution et la forme de la couche limite thermique<br>Recent experimental studies have shown that the usual values of the convective heat transfer coefficient h are no longer valid in the presence of phase change materials. Three separate models were developed. Initially a model 1 which treats the fluid-wall (constant temperature) interaction in steady laminar flow has been developed and validated. Then, the wall with heat capacity (model 2) subjected to an air temperature ramp were studied. Finally, a third model (3) has been developed which treats the interaction fluid-wall which contains a phase change material. The results show local peaks of heat flow over time. This fact reflects the phase change inside the wall. Moreover, the curves of the convective heat transfer coefficient indicate the dependence of the coefficient h to the wall’s energy storage capacity. Therefore, the presence of the phase change materials within a wall effect and changes the shape of the thermal boundary layer
34
Arbaoui, Mohammed Ali. "Modélisation et commande prédictive fonctionnelle d'un échangeur thermique à contre courant." INSA de Rouen, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAM0013.
Full textAbstract:
Ce mémoire porte sur la modélisation et la commande prédictive fonctionnelle d'un échangeur thermique à contre courant. Deux approches partielle et globale ont été proposées. La première approche est semi-analytique et consiste à caractériser la dynamique des températures le long de l'échangeur à partir d'une modélisation partielle. L'évolution des températures est approchée par une réponse de type premier ordre. La deuxième approche est globale, fondée sur le théorème de convexité. Elle est basée sur un bilan global de l'échangeur thermique. Seules les températures d'entrée et de sortie sont prises en compte. Les équations représentant les échanges thermiques en régime stationnaire ont été mises sous une forme convexe. Ensuite, les deux approches ont été couplées à la commande prédictive fonctionnelle pour contrôler l'échangeur thermique à contre courant d'une part en configuration de réchauffeur et d'autre part en configuration de refroidisseur. Dans la première configuration, le modèle renouvelle ses paramètres à chaque instant en fonction de la variable de contrôle. Dans la deuxième configuration, la propriété de convexité des échanges thermiques a permis de distinguer les effets linéaires des températures d'entrée des effets non linéaires des débits. Une loi de commande générique permet le contrôle du procédé soit par la température d'entrée soit par le débit. La commande aété testée en prenant le débit comme variable de contrôle. Dans la loi de commande, ce n'est pas l'entrée principale qui est calculée mais plutôt le paramètre qui est évalué. La robustesse de cete technique couplée aux modèles développés a été testée.
35
Creyx, Marie. "Étude théorique et expérimentale d’une unité de micro-cogénération biomasse avec moteur Ericsson." Thesis, Valenciennes, 2014. http://www.theses.fr/2014VALE0026/document.
Full textAbstract:
La micro-cogénération, production simultanée d’électricité et de chaleur à échelle domestique, se développe actuellement en Europe du fait notamment de son intérêt en termes d’économie d’énergie primaire. L’utilisation d’un combustible biomasse dans un système de micro-cogénération contribue à augmenter la part d’énergie renouvelable dans le mix énergétique. L’objet de ce travail est le développement d’un banc d’essai d’une unité de micro-cogénération biomasse composée d’une chaudière à pellets, d’un moteur à air chaud de type Ericsson (décomposé en une partie compression et une partie détente) et d’un échangeur gaz brûlés-air pressurisé inséré dans la chaudière. Des modèles de chacun de ces composants ont été établis pour caractériser leur fonctionnement sur la plage de réglage des paramètres influents et pour dimensionner l’unité prototype. Deux modèles du moteur Ericsson, en régime permanent et en régime dynamique, ont été mis en place. Ils ont montré l’influence prépondérante sur les performances du moteur des conditions de température et pression de l’air en entrée de détente et des réglages des instants de fermeture des soupapes. L’effet de la prise en compte des pertes dynamiques (pertes de charge, pertes thermiques à la paroi du cylindre, frottements mécaniques) sur l’estimation des performances du moteur a été étudié. Deux modélisations de l’échangeur ont permis de caractériser les transferts thermiques qui le traversent, incluant le rayonnement et l’encrassement par des particules de suie du côté des gaz brûlés. Le banc d’essai de l’unité de micro-cogénération mis en place<br>Nowadays, the micro combined heat and electrical power (micro-CHP) systems are developing in Europe, in particular because of their interest in terms of primary energy savings. The use of biomass fuel in micro-CHP systems enhances the share of renewable energy in the energy mix. The objective of this work is to develop a test bench for a biomass-fuelled micro-CHP unit composed of a pellet boiler, an Ericsson type hot air engine (decomposed into a compression and an expansion part) and a burned gas-pressurized air heat exchanger inserted in the boiler. Models of every component have been established to characterize their working conditions depending on influent parameter settings and to size the micro-CHP unit. Two models of Ericsson engine, with established and dynamic regimes, were implemented. The preponderant influence of the temperature and pressure conditions at the inlet of the expansion cylinder and of the timing of valve closing on the engine performances are shown. The dynamic model shows the effect of considering the dynamic losses (pressure loss, heat transfer at the cylinder wall, mechanical friction) on the estimation of engine performances. Two models of the heat exchanger allow the characterization of the heat transfers crossing it, taking into account the radiation and the fouling by soot particles on the side of combustion gases. Experimental measurements obtained from the test bench of the micro-CHP unit set up were used in the developed models
36
Börner, Reina. "Modélisation d'échangeur de chaleur : analyse théorique et expérimentale du comportement en régime transitoire : particularisation aux capteurs solaires et optimisation des systèmes moteurs associés." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL011N.
Full textAbstract:
La filière solaire des centrales actuellement existantes se base essentiellement sur des cycles classiques à vapeur. Mais il est aussi possible de développer une filière gaz en utilisant des turbines à gaz avec des cycles ouverts ou fermés. Dans cette optique a été développée une méthode générale d'optimisation du rendement d'un système capteur solaire à air - moteur thermique, en s'appuyant sur un fonctionnement en cycle de CARNOT puis en cycle de BRAYTON avec ou sans régénération. Les écarts de température à la source et au puits, les pertes thermiques directes entre source et puits sont pris en compte, ainsi que le rendement de régénération pour le cycle de Brayton. L’étude de la sensibilité paramétrique est faite en prenant la température du puits ou la température de stagnation comme référence. Cette première partie se termine par la présentation de quelques résultats significatifs, permettant de situer l'importance de ces paramètres dans la conception des moteurs thermiques de ce type. Dans la deuxième partie, l'étude en régime de relaxation de flux radiatif de ces capteurs solaires comportant des matrices poreuses mène à l'écriture des équations de bilan d'énergie pour les phases solide et fluide. Leur résolution analytique simplifiée en négligeant les termes de diffusion dispersion et le terme d'inertie du fluide aboutit à des valeurs du coefficient volumique de transfert h qui s'accordent avec ceux du régime stationnaire. Le modèle numérique développe ensuite pour la résolution des équations complètes est basé sur la méthode des volumes finis et permet l'identification de h par comparaison des profils de température calculés et expérimentaux. Le présent travail se limite aux milieux poreux suivants: les copeaux de duralumin, la laine de cuivre, la mousse de polyuréthane et les grains de liège. Les valeurs de h déduites du modèle numérique transitoire restent très supérieures à celles déduites du modèle analytique correspondant, mais restent cohérents par rapport aux quelques corrélations de la littérature
37
Lemay, Patrick. "Simulation dynamique des échanges thermiques à l'intérieur d'une serre." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1996. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq21791.pdf.
Full text
38
Reulet, Philippe. "Caractérisation expérimentale des échanges thermiques instationnaires en aérodynamique perturbée." Toulouse, ENSAE, 1997. http://www.theses.fr/1997ESAE0004.
Full textAbstract:
Le développement de modèles et de lois de paroi pour les méthodes de simulation numérique des écoulements de géométries complexes passe par l'analyse expérimentale détaillée de la turbulence et des phénomènes mis en jeu dans les couches limites. Une synthèse bibliographique montre en particulier la nécessité de développer des systèmes de mesure donnant accès au transfert de chaleur pariétal instationnaire. La méthodologie expérimentale d'identification du coefficient de transfert de chaleur instationnaire mise en oeuvre est basée sur l'utilisation d'un capteur dont la température de surface est mesurée par l'intermédiaire d'un système de thermographie infrarouge. Un ensemble d'outils de simulation est développé pour définir les paramètres du capteur thermique et la méthode d'identification adaptée. L'étude détaillée de l'écoulement derrière une marche descendante pour une basse vitesse, adaptée aux conditions des codes de calcul par simulation directe, permet d'appréhender le comportement des différentes zones qui le composent et de quantifier la répartition spatiale des grandeurs caractéristiques de la turbulence. L'analyse de l'échange de chaleur instationnaire à la paroi révèle la complexité de l'écoulement dans la zone de recollement où la couche limite est fortement perturbée. Afin de mieux comprendre les phénomènes instationnaires apparaissant dans les régions proches des parois, une étude plus fondamentale sur l'interaction tourbillon - paroi est entreprise. Des traitements spécifiques des mesures de vitesse par vélocimétrie laser donnent le moyen de suivre l'évolution dynamique de la couche limite lors de l'interaction et d'en déduire le coefficient de frottement pariétal instantané. La corrélation de ces résultats avec l'évolution de l'échange de chaleur pariétal a été possible grâce à l'utilisation du nouveau capteur thermique.
39
Bracquemond, Annie. "Exther : un système de diagnostic en échanges thermiques convectifs." Aix-Marseille 2, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX22001.
Full textAbstract:
Exther se comporte comme un generateur automatique de conductances convectives. Il permet de resoudre des problemes en partant uniquement de la description geometrique de l'objet, de la localisation des sources de chaleur et de leurs caracterisations
40
Sanz, Garcia Elena. "Influence de la micromorphologie de surface dans les échanges thermiques convectifs." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2007. http://www.theses.fr/2007ECDL0023.
Full textAbstract:
Cette thèse, de nature expérimentale, est centrée sur la compréhension des échanges thermiques dans une couche limite turbulente, en particulier sur l’action d’une rugosité ordonnée, tridimensionnelle et anisotrope, c’est à dire, une micromorphologie de surface, complètement immergée dans la sous-couche visqueuse. Une technique de mesure adaptée à cette étude, basée sur la technologie des couches minces, a été développée, testée et validée. Les résultats montrent un effet mesurable dans les échanges thermiques ainsi qu’une modification des profils de vitesse moyenne et d’intensité de turbulence. Cet effet est cependant inexistant dans une couche limite laminaire, et se trouve effacé par la présence d’une turbulence externe incidente. Ce résultat est donc attribuable aux interactions entre les éléments rugueux et les structures turbulentes générées à la paroi. On constate aussi une influence de cette rugosité dans la transition à la turbulence d’une couche limite laminaire. On réalise ensuite l’étude statistique du processus de transfert thermique dans une couche limite turbulente, soumise à une turbulence extérieure. On met en évidence une loi d’échelle temporelle avec un exposant caractéristique de −7/3 pour la température dans le sillage immédiat de la surface chauffée, ainsi qu’une dépendance de la pente du spectre de flux thermique en fonction du nombre de Reynolds, variant entre −5/3 et −7/3, comme observé dans le cas d’une turbulence homogène et isotrope avec injection de scalaire par un gradient moyen<br>This experimental thesis focuses on the understanding of heat transfer in a turbulent boundary layer. In particular we investigated the action of an ordered, three-dimensional and anisotropic roughness, which is completely immersed in the viscous sublayer of the turbulent boundary layer. A measurement technique has been developed in order to realize this study. This technique, based on thin film technology, has been tested and validated. Results show a measurable effect on the heat transfer coefficient, as well as on the mean velocity profiles. This effect is however not observed in a laminar boundary layer and it is quenched by an external freestream turbulence. Hence one can conclude that the observed effect is due to the interaction between the rough elements and the turbulent structures generated at the wall. An influence of this micro-roughness is also observed in the transition to turbulence of a laminar boundary layer. We also perform a statistical study of the heat transfer process in a turbulent boundary layer when subjected to freestream turbulence. The frequency spectra show a scaling law with a -7/3 exponent for the temperature in the immediate wake of the heated surface. The inertial range of the heat flux spectrum shows a dependence on the Reynolds number, with an exponent ranging from -5/3 to -7/3, as observed in the case of a homogeneous and isotropic turbulence in the presence of a mean temperature gradient
41
Chagnon, Frédéric. "Étude des échanges thermiques pour un verger en situation de refroidissement radiatif." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp03/MQ61724.pdf.
Full text
42
Beaulieu, Dominique. "Échanges thermiques entre une fondation résidentielle et les sols en conditions hydrostatiques." Master's thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25659.
Full textAbstract:
En faisant l’adaptation d’un modèle numérique récemment développé à l’Université Laval, il a été possible d’évaluer le flux thermique à travers une fondation construite dans différents sols typiques. L’étude consiste en une analyse numérique de transfert thermique incluant la conduction, la convection, le transfert de vapeur et le changement de phase dans des conditions hydrostatique pour des conditions de fondations et de sols représentatives. La comparaison des modèles incluant différents modes de transfert thermique ne montre pas de différence significative à l’exception du modèle incluant le changement de phase. Les résultats montrent une augmentation du flux thermique d’environ 0,5 W/m2 au maximum provoqué par le changement de phase. Ce travail comprend également la comparaison des déperditions thermiques dans l’argile, le sable et le silt.
43
Kebdani, Mohamed. "Modélisation dynamique basée sur l'approche bond graph d'une boucle fluide diphasique à pompage mécanique avec validation expérimentale." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2016. http://www.theses.fr/2016ECLI0009/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet FUI THERMOFLUIDE-RT impliquant des Grands Groupes (Zodiac DS, Safran Hispano, MBDA), des PME (Atmostat, ADR, ControlSys) et cinq laboratoires (CRIStAL, LML Arts et Métiers Paris Tech, LEGI Grenoble, LMT ENS Cachan, CEA-Liten Grenoble). Le but est d’étudier un nouveau système de refroidissement de l’électronique. La technologie retenue est celle d’une boucle fluide diphasique à pompage mécanique (BFDPM). La thèse traite la modélisation dynamique et la validation expérimentale des composants de la boucle. Ceci permet de prévoir l’efficacité du système à partir de ses paramètres d’entrée, d’analyser les problèmes de régimes transitoires, et de proposer un outil de dimensionnement. La méthodologie bond graph est retenue à cause du caractère multi-physique des composants. D’abord, la problématique de base et le contexte sont présentés. Ceci permet d’introduire la solution retenue, celle des BFDPM. Les objectifs de la thèse sont décrits. Ensuite, une description du banc expérimental développé au cours de cette thèse est proposée. Les trois chapitres suivant sont consacrés à l’étude théorique et expérimentale des équipements de la boucle. Chacun de ces chapitres commence par l’état de l’art sur les travaux de modélisation et les corrélations des coefficients d’échange et des pertes de charge. Une seconde partie décrit les phénomènes et les équations. Une troisième partie est réservée à la validation des modèles. Un dernier chapitre récapitule les travaux de couplage des modèles dynamiques validés séparément. En conclusion, un récapitulatif des contributions est effectué. Des perspectives à court et moyen terme sont proposées<br>This thesis is part of the collaborative project FUI THERMOFLUIDE-RT involving major groups (Zodiac DS, Safran Hispano, and MBDA), SMEs (Atmostat Alcen, ADR, AER, ControlSys) and five laboratories (CRIStAL Ecole Centrale de Lille, LML Arts et Métiers Paris Tech, LEGI Grenoble, LMT ENS Cachan, CEA-Liten Grenoble). The main purpose is to study a new electronic cooling system. The technology chosen consists of a two-phase fluid loop mechanically pumped (TPLMP). The thesis deals with the dynamic modeling and experimental validation of the cooling components. The developed dynamic model allows to predict the efficiency of the cooling loop, to conduct the study of transitional regimes, and provides an original tool dedicated to design the loop components. The bond graph methodology is adopted because of the multi physics character of the studied components. First, the basic issues and the industrial context are presented. This allows to introduce the chosen solution (TPLMP). The objectives of the thesis are described. Then, a description of the rig test is proposed. The following three chapters are devoted to a theoretical and experimental study of the loop equipment. Each chapter begins with a state of the art on modeling and correlations of the heat exchange coefficients and losses. A second part of the chapter describes phenomena and equations. A third part is dedicated to the experimental validation. A final chapter presents the coupling works of dynamic models validated separately. Finally, a summary of all contributions is made. Prospects for future developments in short and medium term are proposed
44
Gendarme, Jean-Philippe. "Développement d'un contacteur/échangeur à lit transporté vibrofluidisé." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPA001.
Full textAbstract:
L'étude de l'hydrodynamique de lits discontinus et continus de sables mono et polydispersés transportés dans un élévateur hélicoïdal vibrant a été entreprise. La prise en compte, dans une modélisation mécanistique du mouvement d'un lit vibré de solides, de la force d'interaction gaz/solide engendrée par un gradient transitoire de pression aux bornes du lit permet d'estimer la vitesse moyenne de transport à ± 30 % dans la plupart des cas. L'accélération vibratoire adimensionnelle apparait comme étant le paramètre dimensionnant de la vitesse de transport, à diamètre de particules constant. L'influence des principaux paramètres vibratoires (fréquence et amplitudes) et du lit de solides (épaisseur, diamètre moyen des particules) sur le coefficient de transfert thermique sole/lit a été étudiée expérimentalement. Nous avons mis en évidence l'apport de la vibration sur l'intensité du transfert thermique au moyen d'un modèle simplifié (hypothèse du lit vibré rigide) intégrant la force d'interaction gaz/ solide. Un exemple d'application du couplage transport et transfert de chaleur /masse réalisable dans un échangeur vibrant est traité succinctement. Il s'agit d'un cycle continu d'absorption (en lit fluidisé)/désorption (en lit vibré) de vapeur d'eau sur du sulfate de calcium. Il est possible d'intensifier les mouvements internes de convection de solides en utilisant une auge de transport à géométrie tubulaire. Quelques essais préliminaires mettent en évidence une amélioration d'environ 50 % du coefficient de transfert thermique par rapport à celui obtenu dans une sole rectangulaire. Un coefficient maximal de 215 W fm2K a été mesuré. La simplicité de la géométrie tubulaire laisse entrevoir d'intéressantes perspectives en chauffage par double enveloppe ou par conduction directe (effet Joule) sous vide ou sous pression<br>Hydrodynamics of continuous and discontinuous beds of mono and polydispersed sand conveyed in a helicoïdal vibrating elevator have been studied. We took into account, in a mecanistic modeling of a vibrating bed of solids, the gas/ solid interaction force created by a transient pressure gradient between the bed ends to estimate the average transport speed to ± 30 % in most cases. A dimensionnal vibratory acceleration is the main design parameter for transport speed, at constant particule diameter. The influence of the main vibratory parameters (frequency and amplitudes) and of the solids bed (thickness, particule mean diameter) on the wall/bed heat transfer coefficient has been studied experimentally. Due to vibration, the improvement of heat transfer intensity has been demonstrated by using a simplified model integrating the gas / solid interaction force (rigid vibrating bed hypothesis). As an example, we have briefly discussed the correlation of transport and heat/mass transfer in a vibrating heat exchanger used for absorption (fluidized bed) / desorption (vibrating bed) of water vapor on calcium sulphate in a continuous cycle. It's possible to intensify the internal movements of solids convection by using a tubular transport trough. A few preliminary experiments show a heat transfer coefficient improvement of almost 50 % when compared with the result obtained in a rectangular trough. A maximum coefficient of 215W /m2oc has been measured. Due to tubular geometry simplicity, interesting applications in jacketed or direct conduction heating (Joule effect) in vacuum or pressure service should be possible
45
Chiheb, Azzedine. "Modélisation des transferts thermiques dans le procédé d'appertisation." Paris 12, 1993. http://www.theses.fr/1993PA120015.
Full textAbstract:
Le transfert de chaleur dans une conserve alimentaire est represente par un modele lineaire d'ordre n avec retard pur. Tant que les conditions de linearite sont respectees, le modele limite au deuxieme ordre, traduit de facon satisfaisante les mesures experimentales, meme en presence d'importants delais de mise en regime et un important shoot over. Dans la pratique les hypotheses de linearite sont souvent mises a defaut a cause de la variation des proprietes thermophysiques du produit avec la temperature. Les parametres du modele sont alors adaptes aux niveaux de temperature des paliers isothermes de l'autoclave et aux amplitudes de variation de temperature entre ces paliers. Les validations experimentales de cette demarche montrent que les performances du modele, ainsi adapte, sont tres satisfaisantes
46
Martinez, Alexandre. "Accéléromètres thermiques à convection : modélisation, simulation et caractérisation." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20086.
Full text
47
Bouvet, Adrien. "Caractérisation et modélisation des barrières thermiques thermo-dégradables." Paris 10, 2006. http://www.theses.fr/2006PA100095.
Full textAbstract:
Les barrières thermiques, sont, aujourd'hui, devenues un élément essentiel dans la conception d'un propulseur. Paradoxalement, lorsque la température dépasse les 2000 K, ce sont des matériaux à base de résine organique, renforcés de fibres, qui assurent la meilleure isolation thermique avec le minimum de poids. La capacité d'isolation transitoire élevée de ces matériaux s'explique par une suite de mécanismes physico-chimiques qui se développent au cours de leur échauffement. L'objectif des travaux de recherche, présentés dans ce mémoire, a été de caractériser thermiquement et de modéliser les barrières thermiques thermo-dégradables d'un statoréacteur afin d'en prédire les échauffements au cours d'un vol. Un code de calcul, parfaitement adapté pour simuler les échauffements au sein d'une structure multi-couches thermo-dégradable, a été développé. Les propriétés thermo-physiques des matériaux ont été caractérisées, sur une large gamme de température de 300 à 2200 K, et ce notamment au cours de la phase de dégradation, avec une précision de 10 %. Les comparaisons entre les essais et les modélisations montrent des différences inférieures à 10 %, ce qui est satisfaisant compte tenu de l'ensemble des incertitudes sur les mesures et les essais<br>Today, the thermal protections are a fundamental factor in the creation of a propeller. However, when the temperature exceeds 2000 K, the organic resin material, reinforces by fibre, secure the best thermal insulation with the minimum of weight. The high capacity of transient insulation temporary content is explained by the following physicochemical mechanism which is developing during their overheating. The aim of the research, present in this work, consisted in realising a thermal characterisation and modelling the degradable thermal barriers of a ramjet in order to estimate the overheating during a flight. A reckoning program perfectly accommodated for simulating the overheating on the thermal degradable multi layers structure has been created. The thermal physical properties for the material has been characterised on a broad range of temperature from 300 to 2200 K, especially during the degradation phase, with 10% precision. The comparison between the tests and the modelling show some differences inferior to 10%, which is acceptable regarding to the whole doubts on the measures and the tests
48
Capet, Stéphane. "Modélisation des échanges extérieurs et différenciation : fondements théoriques et estimations." Paris 13, 1999. http://www.theses.fr/1999PA131031.
Full textAbstract:
Depuis une dizaine d'annees, les modeles d'echanges exterieurs prennent en compte le caractere differencie du bien souligne par la theorie du commerce international. Lorsque l'on introduit une contrainte de demande de varietes, les effets de la differenciation sur les echanges sont modifies dans la mesure ou ce n'est pas tant le nombre de varietes produites dans un pays qui determine sa competitivite mais plutot l'absence de contrainte sur le nombre de varietes demandees. Toutefois, il n'existe pas de mesure statistique sur le nombre de varietes mais on montre, a partir d'un modele de concurrence monopolistique avec une technologie a deux facteurs, que le nombre de varietes peut etre relie au stock de capital. L'estimation des fonctions d'importations et d'exportations pour les grands pays industrialises est realisee a partir d'une econometrie adaptee a l'etude des variables non stationnaires. Les resultats montrent d'une maniere generale que la variable d'accumulation du capital influence sensiblement les echanges des pays industrialises. Cette variable mesure neanmoins davantage l'extension du nombre de varietes que le desequilibre entre l'offre et la demande. A ce propos, on peut montrer que l'exces de demande de varietes peut etre relie aux cessations d'activite des entreprises. L'estimation du modele pour la france met en avant l'existence d'une telle contrainte ainsi que le role du commerce exterieur dans le reequilibrage.
49
Fallahsohi, Hossein. "Modélisation dynamique des échangeurs diphasiques, appliquée aux groupes frigorifiques contrôlés par une commande avancée." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00679702.
Full textAbstract:
Le contrôle précis des boucles de régulation existantes sur une machine frigorifique est essentiel à son bon fonctionnement. Il existe plusieurs méthodes de régulation parmi lesquelles on retrouve la plus ancienne et la plus connue : la commande PID (Proportionnelle, Intégrale et Dérivée). Malgré la simplicité apparente des relations mises en jeu, le régulateur PID est assez délicat à ajuster sur des processus présentant de fortes perturbations comme les installations frigorifiques. L'objectif du travail présenté est de mettre en œuvre une commande prédictive fonctionnelle (PFC) afin de réguler la surchauffe en sortie d'évaporateur, la pression de condensation et la puissance frigorifique sur une installation munie d'un compresseur à vitesse variable. L'utilisation d'une commande PFC nécessite de réaliser une prédiction de l'évolution à venir de la sortie du procédé. C'est un modèle interne qui fait office de modèle de connaissance. En assimilant le procédé à un système du premier ordre, la mise en œuvre de cette commande ne nécessite que trois paramètres : un gain statique, une constante de temps et un retard pur. L'originalité de la démarche développée a consisté à réaliser une modélisation physique de la machine afin de déterminer les paramètres précédents par une approche macroscopique. Une bibliothèque de modèles physiques a été élaborée permettant de simuler le comportement de différents évaporateurs, condenseurs, compresseurs ou vannes de détente. La commande développée a ensuite été implantée sur un automate industriel programmable et des expériences ont été réalisées sur deux machines différentes. La première est constituée de deux échangeurs à tubes et calandre et d'un compresseur à pistons, alors que la seconde comprend un évaporateur à plaques, une batterie à ailettes et un compresseur à vis.
50
Bohr, Élaine. "Étude des échanges thermiques dans la fabrication des composites par les procédés d'injection sur renfort." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape4/PQDD_0017/MQ53559.pdf.
Full text