Academic literature on the topic 'Récupération du froid'

Le sujet de cette thèse est d'étudier la récupération de chaleur à basse température (70 à 100 [degrés]C) avec une machine à absorption monoétagée utilisant le couple ammoniac/eau pour une nouvelle application, la réfrigération. Afin de mieux comprendre le fonctionnement des machines à absorption commerciale, et pour valider le modèle numérique, des tests en climatisation sont également présentés. Dans un premier temps, une revue de la littérature est effectuée afin d'identifier les différents cycles ainsi que les fluides utilisés dans le domaine des machines à absorption et des transformateurs thermiques. Une revue de la littérature sur les propriétés thermodynamiques et thermophysiques des mélanges ammoniac/eau est présentée. Une comparaison entre deux corrélations représentant les propriétés thermodynamiques des mélanges ammoniac/eau est effectuée dans le but de choisir celle utilisée dans les différents modèles numériques. La résolution des équations donnant les propriétés thermodynamiques des solutions d'ammoniac/eau est effectuée, et a mené à l'amélioration de la convergence par rapport au logiciel REFPROP (NIST (2007)). La modélisation d'une machine à absorption a été développée et validée avec les mesures effectuées sur un banc d'essai. Ce modèle numérique tient compte des spécificités du banc d'essai (désorbeur en thermosiphon, caractéristiques des échangeurs de chaleur, cycle thermodynamique).Le changement de phase d'une vapeur binaire d'ammoniac/eau dans le condenseur, le transfert massique et thermique dans l'absorbeur et l'évaporation d'un fluide binaire dans le désorbeur (thermosiphon) sont des éléments qui rendent ce modèle numérique complexe et innovateur. Une comparaison entre les résultats expérimentaux et théoriques, pour différentes conditions de fonctionnement, est présentée. Des oscillations de la puissance frigorifique et du COP liées à la régulation de la vanne de détente ont été mises en évidence. De plus, une mauvaise gestion du réfrigérant dans la bouteille accumulatrice lorsque la machine à absorption sort des plages de design est la cause d'une évaporation partielle dans l'évaporateur entraînant une diminution des performances de l'équipement. Une des limites à l'utilisation de ces équipements dans l'industrie serait donc les fluctuations de température de la source froide. L'influence de la température des rejets thermiques et de celle des besoins frigorifiques sur le COP est présentée. Les modélisations et les tests expérimentaux mettent en évidence qu'il est possible de récupérer des rejets thermiques de basse température pour des applications de réfrigération. Il faut noter que ce type d'application est intéressant du fait de la gratuité des rejets thermiques. Finalement, une optimisation en temps fini couplée à une analyse exergétique, faisant appel à un modèle simplifié d'une machine à absorption ainsi qu'aux deux premiers principes de la thermodynamique, est effectuée. Cette étude a permis d'obtenir trois optimums de fonctionnement, à savoir, la minimisation des surfaces d'échange, la maximisation du rendement exergétique et la minimisation du coefficient d'irréversibilité interne.

Après une compétition, certains sportifs utilisent des stratégies pour accélérer la récupération des dommages musculaires. Le but général de cette thèse était d’étudier les effets de différentes stratégies sur les cinétiques de récupération après un exercice inducteur de dommages musculaires. Les objectifs des études réalisées étaient : 1) de comparer les effets du bain froid (10 minutes à 10°C) et de la cryothérapie corps entier (3 minutes à -110°C) sur la récupération ; 2) d’évaluer les effets d’une séance de musculation du haut du corps réalisée le lendemain d’un exercice des membres inférieurs sur leur récupération; 3) d’étudier les effets de la consommation d’un placebo en comparaison avec une condition contrôle sur les cinétiques de récupération. Le modèle expérimental utilisé pour induire des dommages musculaires dans ces trois études était un exercice constitué de 5 séries de 15 contractions excentriques maximales des fléchisseurs du genou. Cet exercice était caractérisé par une baisse de la fonction musculaire, une augmentation des concentrations sanguines en créatine kinase et une augmentation des douleurs musculaires. La fonction musculaire, des marqueurs perceptifs et sanguins des dommages musculaires étaient également évalués au cours des 72h suivant cet exercice. Dans la première étude, le bain froid permettait d’accélérer la récupération de la performance lors d’un saut en contre-mouvement sur une jambe et sur deux jambes 72h après l’exercice en comparaison avec la cryothérapie corps entier. Dans la deuxième étude, la musculation du haut du corps n’avait pas d’effet délétère sur la récupération et avait un effet bénéfique modéré sur la récupération de la force concentrique 48h après l’exercice. Dans la troisième étude, la consommation d’un placebo présentait une très forte probabilité d’avoir un effet bénéfique sur la performance en saut et les douleurs musculaires 72h après exercice. La perception de la récupération était également modérément améliorée 72h après exercice. En conclusion, les trois stratégies de récupération utilisées lors de ces études à savoir le bain froid, la séance de musculation et la consommation d’un placebo peuvent être efficaces après des exercices induisant des dommages musculaires<br>Following competition, athletes commonly use strategies to accelerate their recovery from muscle damage. The overall objective of this thesis was to study the effects of different recovery strategies on recovery kinetics following exercise-induced muscle damage. The aims of the studies were as follows: 1) to compare the effects of cold-water immersion (10 minutes at 10°C) and whole-body cryotherapy (3 minutes at -110°C), 2) to assess the effects of an upper-limb strength training session, performed the day after a lower-limb exercise,, 3) to study the effects of a placebo ingestion in comparison with a passive recovery. The experimental model used to induce muscle damage in these three studies consisted of 5 sets x 15 repetitions of maximal eccentric contractions of the knee flexors muscles. This exercise resulted in a decrease of muscle function, increases in blood creatine kinase concentration as well as increases in perceived muscle soreness. Muscle function blood markers and subjective recovery from muscle damage were assessed throughout a 72h period post exercise. In the first study, cold-water immersion was more effective than whole-body cryotherapy evidenced through an accelerated recovery of both single and double leg countermovement jump 72h following exercise. In the second study, the upper-limb strength training session had a moderate beneficial effect on concentric force recovery 48h after the exercise and both interestingly and importantly, did not have any detrimental effect on recovery. Finally for the third study, placebo ingestion was ‘very likely’ to have a beneficial effect on jump performance and muscle soreness 72h post-exercise. Additionally, perceived recovery was moderately better 72h following exercise. In conclusion, the studies conducted in this thesis showed that the recovery strategies of cold-water immersion, strength training and ingestion of a placebo, may be effective after exercise-induced muscle damage

Ce travail a pour objectif de décrire le véhicule automobile d'un point de vue énergétique dans le but de proposer une solution technologique innovante permettant d'améliorer la consommation à froid d'un véhicule en optimisant la répartition de ses flux d'énergie. L'étude de la répartition de l'énergie dans le véhicule lors d'un fonctionnement à froid met en évidence les principaux facteurs de surconsommation. Cette analyse montre la forte influence de la température d'huile moteur. Sur la base de cette constatation un banc d'essais spécifique démontre le fort potentiel d'une réduction de la consommation à froid par préchauffage de ce fluide. L'état de l'art des systèmes d'optimisation des flux énergétiques associé à une modélisation du véhicule permet de cibler une solution technologique permettant la mise en place du concept de préchauffage. Le dimensionnement de cette solution aboutit à l'implantation d'un prototype sur véhicule et à la validation des gains de consommation à froid<br>With the increasing fuel prices and the increasing greenhouse gases, fuel consumption is become an essential criterion in car design. The purpose of this work is to describe a vehicle from an energetic point of view and to reduce the fuel consumption during cold start. The first part of the document analyzes the vehicle life situations, describes the vehicle energetic fluxes and shows the main influence of oil temperature during cold start on fuel consumption. In the second part this main influence is shown with a serie of tests on a test bench. In the third part a model is build which can simulate the engine temperature rise and its fuel consumption during this phase. In a fourth part this model is used to evaluate the efficacity of different technologic solutions. The most promising one is further studied and dimensioned to be tested on vehicle

Les fluides naturels employés en réfrigération et en conditionnement d’air possèdent de faibles PRG et sont de ce fait une véritable alternative aux HFC. Cependant, leur généralisation se heurte à des limites provenant de leur caractère toxique (NH3), inflammable (hydrocarbures, NH3) ou de leurs caractéristiques thermodynamiques défavorables (CO2). Leur utilisation accrue nécessite la mise en œuvre de composants spécifiques (échangeurs de chaleur intermédiaire, éjecteur) qui sans qui les performances seraient inférieures à celles obtenues avec les HFC (COPCO2 = 55 % du COPHFC-134a pour des températures de sources de 0 °C et 40 °C). L’utilisation d’un éjecteur comme organe de détente est une solution envisagée pour réduire les irréversibilités. Les éjecteurs diphasiques constituent une alternative intéressante pour les dispositifs de détente classiques utilisés depuis plusieurs décennies. Le principal avantage de l’éjecteur est de récupérer une partie de l’énergie cinétique du processus de détente de la haute pression à la basse pression pour augmenter la pression d’aspiration du compresseur. Ceci entraîne une diminution du travail consommé par ce dernier et, par suite, une augmentation du coefficient de performance du système. Néanmoins, une bonne conception d’un éjecteur diphasique nécessite une analyse détaillée en termes de simulations numériques et travaux expérimentaux. Ainsi, l’objectif de ce travail est d’apporter une contribution expérimentale à l’étude des machines frigorifiques au CO2 transcritique équipées d’éjecteur diphasique. Des efforts importants ont été investis dans la conception d’un éjecteur diphasique avec diverses géométries pour évaluer les principales caractéristiques à savoir le facteur d’entraînement et le rapport de compression. Les essais effectués ont permis de mettre en évidence l’influence des différents paramètres géométriques sur les performances de la machine (différents diamètres au col des tuyères primaires, différents diamètres de mélangeurs, longueurs de mélangeurs, distance entre le plan de sortie de la tuyère primaire et l’entrée du mélangeur, l’angle de divergent des tuyères primaires…) ainsi que les paramètres thermodynamiques (température d’évaporation, température à l’entrée de la tuyère primaire)<br>Natural refrigerants used in refrigeration and air conditioning have low GWP and are therefore a real alternative to HFCs. However, their generalization comes up against limits due to their toxic (NH3), flammable (hydrocarbons, NH3) or their unfavorable thermodynamic characteristics (CO2). Their increased use requires the implementation of specific components (intermediate heat exchangers, ejector) which without performance would be lower than those obtained with HFCs (COPCO2 = 55% of COPHFC-134a for temperatures source of 0 °C and 40 °C). The use of an ejector as an expansion device is a solution considered to reduce irreversibility. Two-phase ejector has been an interesting alternative for conventional expansion devices for several decades. The main advantage of the ejector is to recover some of the kinetic energy of the process of expansion from high pressure to low pressure to increase the suction pressure of the compressor. This results in a reduction of the work consumed by the latter and, consequently, an increase in the coefficient of performance of the system. Nevertheless, a good design of a two-phase ejector requires a detailed analysis in terms of numerical simulations and experimental work. Thus, the objective of this work is to make an experimental contribution to the study of transcritical CO2refrigeration machines equipped with two-phase ejector. Significant efforts have been invested in the design of a two-phase ejector with various geometries to evaluate the main characteristics namely the entrainment ratio and the compression ratio. The tests carried out made it possible to highlight the influence of the various geometrical parameters on the performances of the machine (different diameters of the throat of the primary nozzle, different mixers diameters and lengths, distance between the exit of the primary nozzle and the inlet of the mixer, the divergence angle of the primary nozzles ...) as well as the thermodynamic parameters (evaporation temperature, temperature at the inlet of the primary nozzle)

L'évolution des normes environnementales et la hausse du prix des carburants ont nécessité le développement de moteurs automobile plus efficaces. L'amélioration du rendement des moteurs permet une diminution de la cylindrée et de la consommation, mais diminue la quantité de chaleur évacuée dans le circuit de refroidissement. Le déficit thermique ainsi créé pénalise le chauffage de l’habitacle. Les équipementiers ont alors recours à des systèmes de chauffage additionnels, permettant de combler ce déficit lors des phases thermiques transitoires (démarrages à froid, déplacements urbains). Ce travail de recherche propose le développement d'un système de chauffage additionnel innovant, utilisant le principe de récupération de chaleur sur les lignes d'admission ou d'échappement. Un modèle de combustion zéro-dimensionnel est développé pour la prédiction des performances du moteur et des émissions polluantes. Son couplage à un modèle thermique de l'ensemble du groupe motopropulseur par méthode nodale, permet la prédiction de la température d'air soufflé dans l'habitacle, en fonction de la stratégie de chauffage étudiée et des conditions de roulage du véhicule. Ce modèle global est validé à partir d’essais réalisés en soufflerie climatique. La simulation de différents systèmes innovants, et la comparaison des résultats aux performances de systèmes référencés sur le marché ont permis de mettre en avant le réel potentiel de récupération de chaleur sur la ligne d'admission. Un gain de 28°C sur l’air soufflé et une baisse de consommation de 18% sont par exemple obtenus face aux résistances électriques conventionnelles<br>High efficiency automotive engines have been developed to cope with the fuel price rising and air pollution standards evolution. High efficiency combustion leads to reduced engine capacity and fuel consumption for the same performance, but also contributes decreasing the available thermal power for the car cabin heating system. Car parts manufacturers so propose additional heating systems to compensate for the thermal deficit and ensure passengers’ confort during thermal transient periods (cold start, urban driving). The goal of this work is to develop a new additional heating system using heat recovery on admission and exhaust lines. A zero-dimensional combustion model is developed for engine performance and emissions prediction. A thermal simulation software using nodal method to describe heat transfer between the engine components (water loop, oil loop, engine block. . . ) is coupled with the combustion model. The global model is therefore able to predict the car cabin blown air temperature, depending on vehicle characteristics, heating strategies and driving cycles. The software is validated by comparison of numerical results with experimental measurements realised on a car placed in a climatic wind tunnel. Simulations of different new heating systems are finally used to identify the best solution, compared to existing technologies, taking into account environmental and economical objectives. This highlights the significant potential of heat recovery on the engine admission line. An increase of 28°C of the blown air temperature and a decrease of 18% of the fuel consumption are obtained compared to conventional electric heaters

Les systèmes cryogéniques sont l’une des technologies les plus prometteuses et toujours en progrès pour valoriser le biogaz, car elles permettent son épuration sans solvants et possiblement à pression atmosphérique. Dans ce travail, un nouveau concept de récupération de froid par sublimation contrôlée est présenté. Un gaz froid est utilisé en tant que gaz de dégivrage. Il sublimera le givre en utilisant le gradient de pressions partielles entre le givre et la teneur de CO2 dans le gaz au lieu de gaspiller le froid par transfert de chaleur par convection. Avant cette étape, les dépôts de CO2 doivent être étudiés. La formation et la croissance de givre de CO2 sont détaillées et un modèle est présenté pour mieux expliquer comment le CO2 est séparé du biogaz et des dépôts sur une surface froide. Une comparaison entre les configurations de plaque plane et de tube a montré que cette dernière était meilleure pour la capture de CO2 dans un système cryogénique en termes de transfert de chaleur et de masse. Cependant, elle pose un problème de colmatage lorsque le givre augmente à l'intérieur du tube. L'étude de la formation de givre le long du tube a montré un décalage de temps pour le dépôt de givre le long du tube. Un processus d’épuration cryogénique du biogaz et de liquéfaction de biométhane a été présenté avec des calculs pour tous les composants inclus dans le système. Les résultats de la simulation montrent que la récupération de froid est possible par sublimation contrôlée et que la température du tube a atteint des valeurs inférieures à la température initiale, ce qui n'est pas possible par le simple transfert de chaleur par convection. Le concept de vaporisation contrôlée fonctionne mieux pour les faibles concentrations de CO2 dans le biogaz si les phases de givrage et de dégivrage doivent être terminées à durée égale. Enfin, une expérience a été menée pour valider le concept de récupération à froid par sublimation contrôlée. Les résultats montrent que cette technique a le potentiel d’éliminer complètement les utilités froides de certains procédés cryogéniques d’élimination de CO2<br>Cryogenic systems are one of the most promising and still rising technologies for upgrading biogas as it is solvent free and can operate at atmospheric pressure. In this work a new concept for cold recovery by controlled sublimation is presented. A cold gas flow is used as a defrosting gas that will sublimate the frost using the partial pressure gradient between the frost and the gas flow instead of wasting the cold by convective heat transfer. Prior to this step, CO2 deposition should be studied. CO2 frost formation and growth is thoroughly detailed and a model is presented to better explain how CO2 is separated from biogas and deposits on a cold surface. A comparison between the flat plate and the tube configurations showed that the latter was better for CO2 capture in a cryogenic system in terms of heat and mass transfer but it presents a problem of clogging as frost increases inside the tube. The study of frost formation along the tube showed a delay in the starting time of deposition at position further from the biogas inlet. A process for biogas cryogenic upgrading and biomethane liquefaction was presented with calculations for all the components included in the system. Simulation results show that cold recovery is possible by controlled sublimation and the tube temperature reached values lower to the gas flow temperature which is not possible by single convective heat transfer. The concept works best for lower CO2 concentrations in the inlet biogas if the frosting and defrosting phases are to be completed at the same time. Finally, an experiment was conducted to validate the concept of cold recovery by controlled sublimation, for which results have shown the potential to totally avoid cold utilities use in the cryogenic capture of CO2

(Cf. corpus p. 25-26) Ce travail de thèse s'est articulé autour de deux problématiques : les réponses cardiovasculaires consécutives à l/ différents protocoles d'exercice et 2/ différents protocoles de récupération. Concernant la première, 3 protocoles de recherches ont été menés. L'un avait pour objectif de déterminer les effets aigus d'exercices de même durée proposant une quantité de travail totale équivalente distribuée de façon constante (CC) ou intermittente (IT), sur la rigidité artérielle multi-segmentaire et ses déterminants. Les deux autres se proposaient d'explorer les dysfonctions cardiaques induites par des exercices de durées plus longues (2 à 4 heures) et leurs mécanismes sous-jacents. La seconde problématique de ce travail de doctorat a conduit à la réalisation de 5 protocoles de recherche. L'immersion contrastée (alternance d'immersions d'une à deux minutes jusqu'à l'aine à ~ 12°C et à ~ 36°C), l'immersion en eau froide (~ 12°C) et la compression élastique ont été tout particulièrement étudiées. Les points suivants ont été abordés : la comparaison des effets de la compression élastique et de l'immersion contrastée sur la performance subséquente ; la connaissance des facteurs concourant aux bénéfices de ces dernières entre des efforts intenses et brefs (c.-à-d. étude du débit sanguin musculaire, de la saturation tissulaire en oxygène, de la clairance des métabolites, etc.) ; l'étude des effets de la pression hydrostatique seule (immersion à neutralité thermique ), et ceux de celle-ci associée au froid (immersion en eau froide ) ou à l'alternance de température (immersion contrastée) sur le débit sanguin musculaire; et enfin l'étude des effets sur certains paramètres de la récupération du port d'une compression élastique au cours et au décours d'un trail. Dans ce contexte, les résultats de nos études mettent en évidence qu'un exercice de type IT diminue davantage la rigidité artérielle multi-segmentaire qu'un exercice de type CC. Cette diminution plus prononcée est associée à un relargage plus important de substances vasodilatatrices (NO,ANP, lactates, etc.). Nous avons également montré qu'un exercice prolongé de durée modérée engendre des dysfonctions cardiaques transitoires. Plus particulièrement, certains indices de contractilité évalués par une technique échocardiographique de dernière génération (c.-à-d. le « Speckle Tracking Echocardiography ») nous ont permis de mettre en évidence que la baisse de la fonction systolique du ventricule gauche (VG) était associée à une atteinte contractile du myocarde dans des conditions standardisées de fréquence et de charge cardiaques. Nos résultats soulignent également le rôle clé de la torsion ventriculaire dans la diminution du remplissage du VG et par conséquent de la fonction diastolique à l'arrêt de l'effort. Les études expérimentales s'intéressant aux techniques de récupération post-exercice indiquent que l'immersion contrastée et la compression élastique par rapport à une récupération passive, lorsqu'elles sont appliquées immédiatement après un premier exercice fatiguant, améliorent la performance subséquente (exercice de pédalage de 5 min) lorsque celle-ci est répétée dans un laps de temps court (15 min). De plus, l'immersion contrastée est plus efficace que la compression élastique pour améliorer la performance subséquente. Ces techniques de récupération accélèrent la clairance du lactate, cette dernière étant accélérée davantage après l'immersion contractée. La compression élastique augmente le débit sanguin musculaire mais également la saturation tissulaire en oxygène, que ce soit avant et après l'effort. Par rapport à une récupération passive, l'immersion contrastée augmente également le débit sanguin musculaire après l'effort, et davantage que la compression élastique. (...)<br>(Cf. corpus p. 27-28) This thesis work focuses on the cardiovascular responses consecutive to l/ various exercice modalities and 2/ various post-exercise recovery interventions. With regard to the exercise modalities, 3 experimental protocols were led. The first one aimed to compare the acute effects of constant and interval exercises on regional arterial stiffness and these determinants. Two others studies focused on the cardiac dysfunctions induced by exercises of longer durations (2-3h) and the underlying mechanisms. The second problematic of this thesis work led to 5 studies. The following questions were approached: the comparison of the effects of contrast water therapy and compression stockings on the subsequent performance; the knowledge of the factors at the origin of the benefits of these recovery interventions between repeated brief and exhaustive bouts of physical exercise (i.e. muscle blood flow, muscle oxygenation, removal of metabolic waste, etc.) ; the changes in leg muscle blood flow, caused by hydrostatic pressure alone [thermoneutral water immersion), and in addition to cooling (cold water immersion) or alternating of temperature (contrast water therapy); and finally the effects of elastic compression worn during and after a trail running race on the participants' recovery. Our results show that interval exercise decreases more regional arterial stiffness [central and peripheral) than constant exercise. This more pronounced decrease is associated with a higher concentration of vasodilator factors (NO, ANP, lactates, etc.). We also show that a prolonged exercise (2-3h) induce transient cardiac dysfunctions. Specifically, parameters of systolic function evaluated using 2D-speckle tracking echocardiography not only at rest, but also during incremental tests to adjust heart rate demonstrate that the 3h-period of prolonged and strenuous exercise induces left ventricular systolic dysfunction. Our results also demonstrate that depressed diastolic function is associated with delayed untwisting velocity. The studies focusing on post-exercise recovery interventions indicate that compared with passive recovery, contrast water therapy and compression stockings improve the subsequent 5-min maximal performance in cycling when this one is repeated during a brief elapsed time (i.e. 15 min). Moreover, contrast water therapy is more efficient than compression stockings to improve the subsequent performance. Theses recovery interventions accelerate the removal of lactates, and contrast water therapy more than compression stockings. The elastic compression increases muscle blood flow but also tissue oxygen saturation, before and after a physical exercise. Contrast water therapy also increases muscle blood flow after an exercise compared with a passive recovery, and more than elastic compression. (...)