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Dissertations / Theses on the topic 'Sous-refroidissement'
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Kaiser, Robin. "Manipulation par laser d'hélium métastable: effet Hanle mécanique, refroidissement sous le recul d'un photon." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1990. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011870.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente un nouveau mécanisme de refroidissement d'atomes par laser: les résonances noires sélectives en vitesse. La première partie de ce travail est consacrée à la description d'un jet supersonique d'hélium métastable, refroidi par cryogénie, sur lequel nous avons effectué nos expériences de refroidissement par laser. Un deuxième chapitre, dans lequel nous introduisons les outils théoriques nécessaires pour l'analyse du chapitre III, nous donne l'occasion de présenter l'effet Hanle mécanique. Il s'agit là d'une résonance très fine de la force de pression de radiation sur un atome ayant un sous-niveau Zeeman piège, lorsqu'on varie le champ magnétique autour de zéro. Le troisième chapitre consiste finalement en une présentation des résonances noires sélectives en vitesse. A côté d'une étude théorique détaillée, nous présentons la mise en évidence expérimentale de cet effet: nous avons en effet réussi à comprimer à une dimension la distribution des vitesses en-dessous de la vitesse de recul \hbar k/M d'un seul photon.
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Tardif, Xavier. "Cristallisation et transferts thermiques dans un polymère thermoplastique semi-cristallin en refroidissement rapide sous pression." Phd thesis, Université de Nantes, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00880924.
Full textAbstract:
Une description précise des transferts de chaleurs est indispensable dans la simulation et l'optimisation de procédés, la qualité des pièces thermoplastiques semi-cristallines étant fortement liée à l'histoire thermique pendant la mise en forme. Cela requiert de connaître précisément les propriétés thermophysiques du polymère pour obtenir des résultats fiables. L'objectif de ce travail est de développer des dispositifs expérimentaux associés à des méthodes d'identifications afin de mesurer les propriétés thermiques et la cinétique de cristallisation du polymère dans les conditions de mise en œuvre. Une première étude expérimentale a permis de mettre au point un protocole de mesure et d'identification des propriétés thermiques ainsi que la cinétique de cristallisation de polypropylène par méthodes inverses sous faible pression et à faible vitesse de refroidissement. En parallèle, un nouvel appareil PvT fonctionnant jusqu'à 400°C et 200 MPa a été conçu et validé expérimentalement. La conductivité thermique et la cinétique de cristallisation ont été mesurées sous forte vitesse de refroidissement et sous forte pression. Un capteur de luminance combinant une fibre optique et un photodétecteur a été installé sur un banc expérimental du laboratoire pour mesurer la température de surface d'un polypropylène et ainsi identifier sa cinétique de cristallisation en refroidissement très rapide. Le capteur a ainsi été calibré et validées expérimentalement. La dernière partie traite du procédé d'injection thermoplastique en présentant une méthodologie d'identification de la cinétique de cristallisation à partir de la mesure de pression.
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Kaiser, Robin. "Manipulation par laser d'atomes d'helium metastable : effet hanle mecanique, refroidissement sous le recul d'un photon." Paris 6, 1990. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011870.
Full textAbstract:
Ce memoire presente un nouveau mecanisme de refroidissement d'atomes par laser: les resonances noires selectives en vitesse. Une premiere partie de ce travail est consacre a la description d'un jet supersonique d'helium metastable sur lequel nous avons effectue nos experiences. Un deuxieme chapitre, dans lequel nous introduisons les outils theoriques necessaires pour l'analyse des resonances noires, nous donne l'occasion de presenter l'effet hanle mecanique. Il s'agit la d'une resonance tres fine de la force de pression de radiation sur un atome ayant un sous-niveau zeeman piege, lorsqu'on varie le champ magnetique. La derniere partie de ce travail consiste finalement en une tude des resonances noires selectives en vitesse. A cote d'une etude theorique detaillee, nous presentons la mise en evidence experimentale de cet effet: nous avons en effet reussi a comprimer a une dimension la distribution des vitesses en-dessous de la vitesse de recul hk/m d'un seul photon
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PASTINA, BARBARA. "Etude sur la radiolyse de l'eau en relation avec le circuit primaire de refroidissement des reacteurs nucleaires a eau sous pression." Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112193.
Full textAbstract:
Ce memoire presente une etude fondamentale sur la radiolyse de l'eau en relation avec le circuit primaire de refroidissement des reacteurs nucleaires a eau sous pression. L'eau du circuit primaire de refroidissement contient de l'acide borique en tant que poison neutronique soluble ainsi que de l'hydrogene qui a pour role d'inhiber la decomposition de l'eau sous l'effet du rayonnement. L'hydrogene, avec l'aide des radicaux h, oh et e#-#a#q issus de la radiolyse de l'eau, recombine les produits moleculaires formes (h#2o#2 et o#2) et les transforme en eau par un mecanisme complexe comprenant une reaction en chaine. Dans le but de mieux comprendre le mecanisme d'action de l'hydrogene dissous et d'evaluer l'impact de plusieurs parametres sur ce mecanisme, des solutions aqueuses contenant differentes quantites d'acide borique et d'hydrogene ont ete irradiees dans un reacteur nucleaire experimental a 30c, 100c et 200c. La reaction de capture des neutrons thermiques par l'isotope #1#0b produit un rayonnement de transfert d'energie lineique eleve. L'eau est donc soumise a un rayonnement mixte gamma, constant et issu de la fission, plus un rayonnement #1#0b(n,)#7li dont l'intensite est ajustable en fonction de la quantite d'acide borique dissous. Il a ete trouve que, en presence d'hydrogene, la decomposition de l'eau sous irradiation est un phenomene a seuil en fonction du rapport entre le flux du rayonnement #1#0b(n,)#7li et le flux gamma. Lorsque le rapport #1#0b(n,)#7li / devient trop eleve, le nombre de radicaux n'est plus suffisant pour participer a la reaction en chaine, de ce fait l'eau se decompose de facon irreversible en oxygene et en peroxyde d'hydrogene. La temperature joue un role benefique sur ce mecanisme. L'ion nitrate et l'ion zinc, en faible concentration et en presence d'hydrogene, n'interferent pas avec la recombinaison ; l'ion fer(iii) et de l'ion cuivre(ii), par contre, favorisent la decomposition de l'eau.
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Rached, Wissam. "Etude et conception des pompes à chaleurs air/eau utilisant des mélanges à grand glissement de température et à faible GWP." Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1205.
Full textAbstract:
Un nouveau système de pompe à chaleur Cette recherche a conduit à une série de résultats sur l'utilisation de mélanges de fluides frigorigènes dans les pompes à chaleur. Après une analyse des méthodes existantes montrant quelques unes de leurs limitations, une méthode de mesure in-situ de la composition circulante du mélange a été élaborée et peut être utilisée pour tout type de mélanges. L'effet de la variation de la composition circulante sur les performances des pompes à chaleur et une régulation de la puissance basée sur la régulation de la composition ont été analysés en détail. Le chapitre 4 présente l'analyse de nouveaux mélanges à faible GWP et de sécurité et le développement d'un modèle de pompe à chaleur en régime établi dans lequel des routines pour les propriétés des mélanges ont été intégrées (Thermoblend). Ce modèle permet de simuler le fonctionnement de pompes à chaleur avec des mélanges à grand glissement de température. Les effets de la variation de la composition circulante sur la puissance et les performances du système sont analysés. Comportant une évaporation étagée et un sous-refroidissement poussé a été conçu prenant en compte le grand glissement de température des mélanges choisis et l'effet de la composition. Un procédé de séparation permet de contrôler la composition circulante. Le nouveau système a été testé pour deux mélanges différents, et les résultats sont comparés à ceux d'un système de pompe à chaleur usuel fonctionnant au R-407CThis research has led to a series of results related to the use of refrigerant blends in heat pump systems. First, after a review of existing methods showing some of their limitations, an in-situ measurement method of mixture circulation composition has been elaborated and can be used for all kind of mixtures. Second, the effect of the circulation composition variation on heat pump system performances and possible capacity control is thoroughly investigated. Third, new mixtures with low GWP and permitting a safe use have been analyzed. Fourth, a steady state heat pump model is elaborated and mixture properties routines (Thermoblend) have been incorporated to simulate heat pump operations with large temperature glide mixtures. Circulation composition and composition effect on the system capacity and performances are analyzed. A new Staged Evaporation and Enhanced Sub-Cooling (SEESC) heat pump system has been designed taking into account the high temperature glide and composition effect. A separation process permits to control the circulation composition. The new system is tested for two different mixtures, and results are compared to classical R-407C heat pump system
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Turpin, Florence. "Étude théorique de collisions inélastiques atome – diatome sous l’action d’un champ magnétique : applications en Astrochimie et au domaine du refroidissement et du piégeage moléculaires." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14205/document.
Full textAbstract:
D’immenses progrès ont été réalisés ces dernières années dans le champ de production de condensats de Bose-Einstein moléculaires pour l’obtention et le piégeage de molécules ultrafroides ioniques et neutres. Ces échantillons de molécules ultrafroides trouvent des applications dans des domaines très variés tels que les mesures pectroscopiques de haute précision ou bien encore le stockage de l’information quantique. La volonté d’optimiser les procédés de refroidissement et des techniques de piégeage a stimulé un grand nombre d’études théoriques. La plupart de ces études sont dédiées au refroidissement des molécules en collision avec un gaz tampon (3 He). La surface d’énergie potentielle de l’état fondamental du complexe de van der Waals He–MnH(X7Σ+) est présentée, suivie du calcul des états liés correspondant au complexe ainsi que l’étude de la relaxation Zeeman associée au système en fonction du champ magnétique appliqué. Dans le domaine de l’astrochimie, l’étude de la désexcitation rotationnelle de CH+ en collision avec l’hélium est également présentéeTremendous progress in experimental production and trapping of ultracold neutral and ionic molecules has been achieved over the past few years which even allowed the production of molecular Bose–Einstein condensates. These ultracold molecules samples have potential applications in many different fields, such as precision spectroscopic measurements or quantum information storage and processing. The optimization of the cooling processes and the trapping techniques also stimulated a great number of theoretical studies. Many of them are dedicated to inelastic scattering of molecules in collisions with 3He atoms (buffer gas cooling method). The potential energy surface of the ground state of the He–MnH(X7Σ+) van der Waals complex is presented, followed by the calculations of the bound states of this system and the Zeeman relaxation in function of the magnetic field. In the field of astrochemistry, a quantum mechanical investigation of rotational energy transfer in cold collisions of CH+ with 4He atoms is presented
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Cachon, Lionel. "Etude tribologique de revêtements durs sans cobalt destinés aux organes d'isolement du circuit primaire des REP." Bordeaux 1, 1995. http://www.theses.fr/1995BOR10618.
Full textAbstract:
La réduction de la contamination du circuit primaire des réacteurs à eau pressurisée est une préoccupation constante de l'industrie nucléaire. Une part importante de cette contamination provient du stellite, alliage base cobalt, utilisé comme revêtement dur dans les vannes de barrage du circuit primaire. L'objectif de cette étude est de qualifier des revêtements sans cobalt pour la substitution du stellite. Les revêtements étudiés peuvent être classés en trois catégories : les revêtements fins à base de chrome carbone déposés par PVD, les revêtements semi-épais déposés par détonation canon et constitués de 65% à 95% de CR3C2 et/ou WC liés par une matrice nickel chrome et enfin les revêtements épais déposés par PTA et constitués de 10% à 30% de TIC ou de NBC dans les matrices d'INCONEL 625 ou de NITRONIC 60. Ces revêtements ont été caractérisés en corrosion, en chocs thermiques et en frottement. La sollicitation la plus contraignante étant le frottement, La tribologie à constitué la majeure partie de ce travail. Deux bancs d'essais ont permis de tester ces revêtements : l'un, un tribomètre Pions/Barreau a permis de tester la tenue des revêtements et l'autre, simulant le fonctionnement d'une vanne à opercule dans les conditions de fonctionnement de pression et de température du circuit primaire des REP (160 BAR et 350C) a permis une qualification des revêtements dans les conditions réelles. A l'issus de ces essais, seuls les revêtements semi-épais offrent des nuances pouvant concurrencer les stellites
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Amiable, Sébastien. "Prédiction de durée de vie de structures sous chargement de fatigue thermique." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2006. http://www.theses.fr/2006VERS0003.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est la prévision de durée de vie de structures soumises à des chargements de fatigue thermique. Ce travail s'inscrit dans le cadre des études menées par le CEA sur les problèmes de fatigue thermique rencontrés sur le circuit RRA de Civaux. En particulier nous étudions l'essai SPLASH du CEA : une éprouvette est chauffée de manière continue et soumise cycliquement à un choc thermique. Ce chargement génère d'importants gradients thermiques en temps et en espace qui conduisent à l'initiation et la propagation d'un réseau de fissures. Nous avons proposé une nouvelle modélisation thermo-mécanique de cet essai et nous avons proposé un nouveau critère de fatigue pour prédire la durée de vie de l'éprouvette. Nous avons aussi proposé et comparé une série de techniques de coût et de complexité diverses pour estimer la réponse mécanique de l'éprouvette. Les implications pratiques de ce travail sont une remise en question des hypothèses utilisées dans les codes de dimensionnement RCC du CEA pour la simulation du choc thermique et l'interprétation en terme de fatigue de la structure. Ce travail permet d'ouvrir plusieurs perspectives industrielles et scientifiques sur l'interprétation mécanique du critère de fatigue par exempleThe aim of this work is to predict the lifetime of structures submitted to thermal fatigue loadings. This work lies within the studies undertaken by the CEA on the thermal fatigue problems from the french reactor of Civaux. In particular we study the SPLASH test : a specimen is heated continuously and cyclically cooled down by a water spray. This loading generates important temperature gradients in space and time and leads to the initiation and the propagation of a crack network. We propose a new thermo-mechanical model to simulate the SPLASH experiment and we propose a new fatigue criterion to predict the lifetime of the SPLASH specimen. We propose and compare several numerical models with various complexity to estimate the mechanical response of the SPLASH specimen. The practical implications of this work are the reevaluation of the hypothesis used in the French code RCC, which are used to simulate thermal shock and to interpret the results in terms of fatigue. This work leads to new perspectives on the mechanical interpretation of the fatigue criterion
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Espargilliere, Harold. "Système de refroidissement sec et de production d'eau pour centrale électrosolaire thermodynamique à cycle de Rankine." Thesis, Perpignan, 2017. http://www.theses.fr/2017PERP0004.
Full textAbstract:
Les centrales solaires à concentration industrielles consomment 4 m3/MWh d’eau pour le refroidissement de leur cycle thermodynamique. En environnement aride, cela est susceptible d'induire des conflits d’usages sur une ressource encore plus fondamentale que l’électricité, l'eau. Ce constat met en évidence la nécessité de concevoir des solutions alternatives de refroidissement sèches mais tout aussi efficaces. Le champ solaire d’une centrale CSP représente 50% de son coût d’investissement pour n’être utilisé que de jour pour la production de chaleur nécessaire au cycle thermodynamique. L'approche du sujet de thèse consiste à utiliser cette surface considérable comme macro-échangeur de chaleur avec son environnement via un transfert thermique couplé avec l'air ambiant (convectif) et avec l'espace extra-atmosphérique à 3K (radiatif). Après avoir démontré la pertinence des matériaux du champ solaire pour une telle application, le travail de thèse a montré expérimentalement qu'au-delà d'extraire les chaleurs fatales du cycle thermodynamique, il pouvait aussi produire du froid par transfert radiatif nocturne. Une solution alternative innovante pour le refroidissement des centrales solaires CSP offrant deux nouvelles fonctionnalités à leur champ solaire déjà existant au bénéfice de son amortissementIndustrial concentrated solar power plants consume 4 m3/MWh of water to cool down their thermodynamic cycle. In arid area, it could induce conflicts of use on a more fundamental resource than electricity. This fact highlights the need to develop alternatives dry cooling technologies but equally effective. The solar field represents 50% of the investment cost of a CSP plant to be used only daily for the heat production needed for the thermodynamic cycle. The approach of the project is to use this huge area as macro-heat exchanger with its surrounding environment through a coupled heat transfer with the ambient air (convective) and with outer space at 3K (radiative). After validating the compatibility of solar field materials for a such application, these research works has shown experimentally that in addition to extract the waste heat of the thermodynamic cycle, it could also produce cold by night radiative cooling. An innovative alternative solution for cooling CSP plants offering two new features to their already existing solar field for the benefit of its paying off
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Tavakoli, Shahab. "Modélisation du cycle thermique des moules de fonderie sous pression." Thesis, Paris 10, 2014. http://www.theses.fr/2014PA100095.
Full textAbstract:
La réduction de la masse des véhicules, notamment des Groupes Motopropulseurs contribue à la réduction des émissions polluantes. Aujourd’hui afin d’aboutir à cet objectif, la conception de pièces automobiles (Carter Mécanisme, Carter Cylindre) en matériau allégé tel que l’aluminium et ses alliages est en plein essor. Pour la production de grande série, ces alliages sont mis en œuvre par le procédé de fonderie ‘’Aluminium sous pression’’.Ce procédé utilise des moules métalliques. La maîtrise du comportement thermique du moule : chauffage, refroidissement interne (par circuit) et externe, est un point clef pour la qualité et la cadence de production.Dans ce mémoire, le processus industriel est détaillé depuis la fermeture du moule et l’injection du métal liquide jusqu’à l’ouverture du moule et l’extraction de la pièce (carter mécanisme RENAULT). Ensuite, le design détaillé du moule, les différentes générations de circuit de refroidissement et les paramètres de chaque étape de la fabrication utilisés compte tenu du système de refroidissement actuel sont présentés. Le circuit de refroidissement du moule est aujourd’hui positionné dans le moule de façon empirique. Le but ultime de cette thèse est de donner les éléments clés de la conception du circuit de refroidissement d’un point vue thermique. Pour cela, une modélisation complète du phénomène a été réalisée et validée par 8 thermocouples et la position du system de refroidissement a été définie a partir des équations thermiques. Le cycle thermique du moule a été donc optimisé et nous a permis d’abaisser et d’homogénéiser les champs de température à la surface du moule pendant la production en vue d’une augmentation de la productivité, la santé des pièces et la durée de vie du mouleReducing the weight of vehicles, specially the powertrain Group, contributes to the reduction of the emissions. Today, in order to achieve this objective, the automobile parts conception (Housing gear box, Cylinder block) in lightweight materials such as aluminum and its alloys is increasing. For the mass production, aluminum alloys are formed by a foundry process called ‘’High Pressure Die Casting’’.This process uses the metal molds. Control the thermal behavior of the mold : Heating, intern cooling (by circuit) and extern cooling, is a key point to ensure castings quality and rate of production.In this thesis, the industrial process has been detailed since the mold closing and aluminum melting injection in the die, to the mold opening time and the part (Gearbox RENAULT) ejection. Then, the mold design details, different generation of the cooling systems and the parameters of each step of the manufacturing process taking into account the actual cooling system are presented. The actual cooling systems in the dies are positioned today in empirical way. The ultimate goal of this thesis is to provide the key elements for the cooling system conception from the thermal behavior point of view. For this one, a complete modeling of the phenomena has been realized and validated by 8 thermocouples and the cooling system position has been defined from the thermal equations. The thermal cycle of the die has been optimized and allowed us to reduce and homogenize the temperature fields on the die surface during the production. The rate of production, the castings quality and the lifetime of the die have been consequently increased
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Temperville, Francis. "Formalisme simplifié de calcul des puissances résiduelles en fonction des différents paramètres de fonctionnement d'un réacteur à eau pressurisée." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112499.
Full textAbstract:
La puissance à dissiper, après l’arrêt du réacteur nucléaire, dite puissance résiduelle, est un paramètres important pour la sûreté des réacteurs et la manutention du combustible irradié. Dans ce travail, nous avons développé une méthode de calcul permettant de connaître de manière simple et rapide cette puissance résiduelle. Cette méthode est basée sur une approximation permettant de traiter séparément les phénomènes dus à la capture des neutrons et ceux dus à la décroissance des noyaux. Cette méthodologie a conduit à l’écriture d’un outil de calcul interactif. Elle a été appliquée au cas du réacteur à eau pressurisée type standard français, avec un combustible à uranium enrichi à 3. 25 % en isotope 235, et pour des temps de refroidissement allant de 1 seconde à 30 ans. Les bibliothèques de données ont été créées à cet effet. Le test comparatif avec les codes de calcul existant a montré une bonne précision de l’approximation faite.
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Lelong, Franck. "Expérimentation, modélisation et simulation de l'impact de gouttes d'eau sur le gainage gonflé des assemblages d'un coeur de REP en situation d'ARP." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10102/document.
Full textAbstract:
Au cours d’un transitoire d’Accident de Perte de Réfrigérant Primaire (APRP), la vaporisation de l’eau dans la cuve d’un réacteur nucléaire conduit à l’assèchement et à l’augmentation de la température des crayons de combustible, à leur gonflement thermomécanique et à la rupture des gaines de ces crayons remplies de matériaux combustibles fragmentés. Ce gonflement peut être à l’origine d’un bouchage significatif d’une partie du coeur et compromettre ainsi son refroidissement lors de la phase de renoyage où l’eau injectée via les systèmes de sécurité pénètre dans le bas du coeur. Lors de cette phase de renoyage, la vaporisation importante de l’eau produit un fort débit de vapeur qui arrache et entraîne des gouttelettes dans les zones bouchées. L’enjeu de cette thèse est d’évaluer les capacités de refroidissement des crayons ballonnés par l’impact des gouttes d’eau. Pour ce faire, une étude expérimentale est réalisée au LEMTA de Nancy, afin de mesurer le flux de refroidissement d’un train de gouttes impactant une paroi chaude. L’influence des caractéristiques dynamiques des gouttes sur le flux échangé entre la goutte et la paroi est expérimentalement étudiée. Ces essais ont permis la réalisation d’une base de donnée permettant de valider un modèle de flux goutte/paroi Ce modèle d’échange goutte/paroi est réalisé à partir d’une modélisation des paramètres clefs gouvernant l’échange, à savoir, le diamètre d’étalement de la goutte sur la paroi, l’épaisseur de la couche de vapeur créée sous la goutte et le temps de séjour de la goutte sur la paroi. Ce modèle, validé expérimentalement, est intégré dans le code NEPTUNE_CFD dans le but de réaliser des simulations de refroidissement d’un assemblage de crayon, en phase de renoyage, en prenant en compte l’effet des gouttes impactantesIn a pressurized water reactor (PWR), during a Loss Of Coolant Accident (LOCA), liquid water evaporates and the fuel assemblies are not cooled anymore; as a consequence, the temperature rises to such an extent that some parts of the fuel assemblies can be deformed resulting in ’ballooned regions’. When reflooding occurs, the cooling of these partially blocked parts of the fuel assemblies will depend on the coolant flow that is a mixture of overheated vapour and undersaturated droplets. The aim of this thesis is to study the heat transfer between droplets and hot walls of the fuel rods. In this purpose, an experimental device has been designed in accordance with droplets and wall features (droplet velocity and diameter, wall temperature) representative of LOCA conditions. The cooling of a hot Nickel disk, previously heated by induction, is cooled down by a stream of monodispersed droplet. The rear face temperature profiles are measured by infrared thermography. Then, the estimation of wall heat flux is performed by an inverse conduction technique from these infrared images. The effect of droplet dynamical properties (diameter, velocity …) on the heat flux is studied. These experimental datas allow us to validate an analytical model of heat exchange between droplet and hot slab. This model is based on combined dynamical and thermal considerations. On the one hand, the droplet dynamics is considered through a spring analogy in order to evaluate the evolution of droplet features such as the spreading diameter when the droplet is squeezed over the hot surface. On the other hand, thermal parameters, such as the thickness of the vapour cushion beneath the droplet, are determined from an energy balance. In the short term, this model will be integrated in a CFD code (named NEPTUNE_CFD) to simulate the cooling of a reactor core during a LOCA, taking into account the droplet/wall heat exchange
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Agoudjil, Naguib. "Condensation en présence d'incondensables : application au refroidissement d'enceinte REP." Aix-Marseille 2, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX22109.
Full textAbstract:
Ce travail presente l'etude de la condensation en presence de gaz non-condensables, et plus precisement pour des concentrations elevees de ces gaz, situation que l'on rencontre dans l'enceinte d'un reacteur rep apres accident. L'objectif de ce travail est de repondre a la question suivante : peut-on evacuer la puissance residuelle d'un rep a l'aide d'une batterie de condenseurs placee a l'interieur de l'enceinte. La premiere partie de cette etude est consacree a une revue bibliographique de l'etat actuel de l'avancement des recherches concernant la condensation de la vapeur pure ou en presence de gaz incondensables, pour une plaque plane ou un tube horizontal, ainsi que le comportement d'un condenseur. La seconde partie presente la modelisation de la condensation dans le cas de deux geometries classiques : la plaque plane verticale et le tube horizontal. La resolution des equations se fait par la methode runge-kutta pour le film liquide et par une methode aux differences finies (patankar) pour le melange gazeux. C'est le logiciel tubco. La modelisation d'un condenseur est ensuite presentee, c'est le logiciel tubex. Le condenseur est considere comme un milieu poreux, et c'est par une methode aux differences finies que la resolution des equations est faite. La troisieme partie traite de l'installation experimentale : grilles d'essais, instrumentation, precisions des mesures. Enfin, la quatrieme partie s'interesse aux resultats experimentaux et la comparaison calculs/experiences. Il en decoule que le logiciel tubex decrit de maniere assez precise le comportement d'un condenseur en presence d'incondensables, ce qui permet de dimensionner la batterie de condenseurs necessaire a l'evacuation la puissance residuelle d'un rep.
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Xie, Zhong Jian. "Effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI025/document.
Full textAbstract:
Les effets caloriques représentent la capacité d’un matériau à voir son entropie varier sous l’effet d’une sollicitation externe et peuvent être utilisés pour des systèmes de refroidissement à l'état solide en remplacement (ou complément) des dispositifs traditionnels à base de fluides frigorifiques. Dans cette thèse, nous avons cherché à étudier l'effet élastocalorique du caoutchouc naturel. Après une présentation des différents matériaux caloriques et du caoutchouc naturel, le chapitre 2 détaille la caractérisation élastocalorique du caoutchouc naturel, et les résultats sont interprétés à partir de la notion de cristallisation induite par la déformation. Le changement de température adiabatique élastocalorique et la variation d’entropie associée atteignent 9K et 50kJ.m-3.K-1, ce qui est très important comparé aux autres matériaux caloriques. L’effet élastocalorique étant maximum pour une déformation voisine de 4,5, une pré-déformation peut être appliquée pour éviter la zone moindre activité élastocalorique. La mesure directe de l’effet élastocalorique est ensuite comparée à une méthode indirecte déduite du facteur de Clapeyron, et les divergences sont discutées. Dans le chapitre 3, la contrainte et la température élastocalorique sont simulées par un modèle de Flory modifié sur la base de la cristallisation. Il est possible de prédire le comportement contrainte-déformation à différentes températures, ainsi que les variations de température élastocaloriques à température ambiante. Dans le chapitre 4, les effets de la fatigue sur l’effet élastocalorique du caoutchouc naturel sont ensuite étudiés. La résistance à la fatigue pour de grandes amplitudes de déformation est très faible (< 800 cycles). Trois régimes de déformation intermédiaire sont ensuite testés : 0-3, 2-5, et 4-7, et permet d’établir que le régime 2-5 est le plus performant (jusqu’à 100 000 cycles). Dans le dernier chapitre, un modèle de système régénératif de refroidissement à base de matériaux caloriques est développé afin d’établir des lignes directrices pour le choix des matériaux élastocaloriquesIn this thesis, we aimed to study the eC effect of natural rubber (NR) and to prove its potential to act as an eC material primarily. The method for improving the eC effect efficiency and fatigue life of NR were also proposed. The eC effect of NR is characterized directly, and interpretation based on the theory of strain-induced crystallization/crystallite (SIC) is proposed. The eC adiabatic temperature change and isothermal entropy change of NR can be up to 9 K and 50 kJ.m-3.K-1 (56 J.kg-1.K-1), which are larger than most of caloric materials. Two coefficients, eC strain coefficient and eC stress coefficient , are defined for evaluating the eC performance at different strains, where is the specific entropy, is the engineering strain, is the temperature and is the stretching stress. It’s found that both coefficients are maximum for a strain around 4.5, indicating that the highest eC performance occurred at middle strain, which is attributed to the occurrence of SIC. To improve the eC performance, it is proposed to apply a pre-strain, so that the low strain regime where eC performance is low can be skipped. Moreover, the large needed deformation can be reduced by the pre-strain and thus the possibility of a compact cooling system designed based on NR is improved. The fatigue property of eC effect of NR is then investigated. The fatigue life at large deformation strain amplitudes (strain of 1-6) is about 800 cycles for the tested NR, which is too short to be used for a cooling system. Decreasing strain amplitude is necessary to extend fatigue life up to requirement of a cooling device. For the same small strain amplitude of 3, the fatigue property is compared at amorphous strain regime (strain of 0-3), onset strain of melting (strain of 2-5) and high strain of SIC (strain of 4-7). It’s found that a larger eC temperature change and a better fatigue property can be obtained at two SIC strain regimes (strain of 2-5 and 4-7) than amorphous strain regime. Especially, the fatigue property at the onset strain of melting (strain of 2-5) is better than that at high strain of SIC (strain of 4-7). A high-cycle fatigue was applied at the strain of 2-5 (most promising strain regime) up to 1.7×105 cycles. It was observed that there is no crack of the sample, as well as a degradation degree of 12% of the eC temperature change. Furthermore, the eC stress coefficient (4.4 K/MPa) at onset strain of melting is larger than that at high strain of SIC (1.6 K/MPa). As a result, the middle strain regime (onset strain regime of melting) can get a higher eC performance, larger temperature change, and better fatigue life, which should be chosen for eC cooling system
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Bellemin, Béatrice. "Brulure ? vite sous l'eau : preparation, suivi et evaluation d'une action de prevention secondaire des brulures." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO1M271.
Full text
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Yoshida, Yukihiro. "Effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel et le terpolymère : Mécanismes responsables de la variation de température et bilan énergétique sous déformation." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI070.
Full textAbstract:
Les effets électrocaloriques, qui se traduisent par une variation de température induite par une variation d’entropie ont été étudiés comme alternative aux systèmes de réfrigération utilisant un cycle de compression/détente. Le travail de thèse se focalise sur l’étude de l’effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel et le terpolymère (P(VDF-TrFE-CTFE). En premier lieu, l’effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel qui compte parmi les meilleurs candidats, a été évalué pour des cycles de déformation réalisés avec différentes valeurs d’allongement. Une variation de température de 4 °C a pu être observée. Il est usuel d’utiliser la relation déformation/contrainte en fonction de la variation de température pour évaluer l’effet élastocalorique. Il a été démontré que cette méthode ne peut pas être utilisée dans le cas du caoutchouc naturel et qu’elle doit être remplacée par la mesure de la variation de l’énergie mécanique en fonction de la température. Et dans ce cas, une variation linéaire entre ces deux dernières grandeurs a été observée. En réalisant un bilan d’énergie pendant l’essai, non seulement, le rendement énergétique a pu être évalué mais il a été aussi possible de prendre en compte l’effet Mullins et la cristallisation induite par la déformation pour le caoutchouc naturel. Dans un second temps, l’effet élastocalorique a été étudié sur le terpolymère (P(VDF-TrFE-CTFE), ce qui a permis de montrer qu’il était possible d’obtenir une variation de température de 2.1 °C sous réserver de pré-déformer le terpolymère à plus de 1050 % avant. Par comparaison avec d’autres matériaux présentant une bonne conversion élastocalorique, le fort potentiel de ce matériau a pu être mis en évidence. Enfin, il a été mis en évidence que la plus grande partie de l’énergie mécanique était bien convertie en énergie thermiqueCaloric effects (CEs), which are the phenomena that temperature variation is caused by entropy change, have been investigated for the novel system which might be able to replace conventional vapor compression refrigeration system. In the present thesis, the elastocaloric effect (ElCE) of natural rubber (NR) and terpolymer, poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (P(VDF-TrFE-CTFE)), was focused. First of all, NR, which is an excellent candidate material for ElCE, was evaluated in cyclic deformation with different strain levels. It was found that NR exhibits temperature variation of around 4.0 °C. In general, the relation between stress/strain versus temperature variation is used to evaluate ElCE. The unsuitability of such evaluation method for NR was demonstrated. The evaluation method for ElCE which uses energy balance was then proposed. A linear relation between the temperature variation caused by ElCE and the applied mechanical energy by deformation was experimentally found. This fact verifies the suitability of the proposed method. Using the energy balance, besides, not only the conversion efficiency but also the influences of the Mullins effect and the strain-induced crystallization on the ElCE of NR were discussed. ElCE of P(VDF-TrFE-CTFE) was also evaluated in order to find out the potential of polymer. It was found that present terpolymer which is not one of the elastomers can also exhibit a large temperature variation, 2.1 °C, caused by ElCE if a large pre-stretch such as more than 1050 % is applied in advance. By comparison with other materials for ElCE, it was demonstrated that P(VDF-TrFE-CTFE) can be a high potential material for ElCE. It was also shown that P(VDF-TrFE-CTFE) converts most of the applied mechanical energy into the heat energy
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Martinez, de Baños Maria Lourdes. "Mechanisms of formation and dissociation of cyclopentane hydrates." Thesis, Pau, 2015. http://www.theses.fr/2015PAUU3037/document.
Full textAbstract:
Les mécanismes de formation et dissociation d’hydrates de cyclopentane (CP), qui forment á pression ambiante et á des températures entre 0ºC et 7ºC, ont été observés dans/sur/proche des gouttes d’eau immergées dans du CP á des échelles qui vont du micron jusqu’au millimètre. Plusieurs techniques d’observation ont été utilisées, telles que la macrophotographie et la microscopie optique en champ clair, par contraste interférentiel différentiel (CID), par fluorescence et par réflectance confocale. Des substrats hydrophiles et hydrophobes ont été utilisés. Dans une première série d’expériences, un procédé millifluidique simple a été mis au point. Il permet de générer, stocker et surveiller simultanément une centaine de gouttelettes de même volume (de l’ordre de μl), régulièrement espacées. Elles sont séparées par la phase ‘invité’ (CP) dans un tuyau en polymère fluoré (PFA) transparent. Chacune d’elles se comporte comme un réacteur indépendant. Une vision sur l’effet mémoire est obtenue en menant des mesures statistiques sur la nucléation des hydrates quand les gouttes d’eau sont refroidies au-dessous de 7°C. Cette méthode permet aussi de visualiser des événements dans des gouttes individuelles, tels que la naissance et la croissance de l’hydrate (surtout lorsqu’un additive tel qu’un inhibiteur est rajouté dans l’eau), ainsi que la formation d’une émulsion de CP dans l’eau pendant la dissociation de l’hydrate. Dans une deuxième série d’expériences, une seule goutte d’eau est posée ou pendue d’un substrat en verre et immergée dans du CP. Elle est observée par microscopie sous des séquences différentes de refroidissement – échauffement. Il a été observé que la cristallisation d’hydrates dépend fortement du sous-refroidissement. Deux nouveaux phénomènes ont été observés:(i) la propagation d’un « halo » d’hydrate le long de l’interface verre/CP depuis la ligne de contact de la goutte d’eau.(ii) cristallisation de l’hydrate dans une émulsion 2D de CP dans l’eau.Les deux types d’outils développés dans cette thèse ouvrent des nouvelles perspectives pour élucider les mécanismes de formation et dissociation d’hydrates en présence d’additives (promoteurs et inhibiteurs) et en présence d’un substrat minéral. Les applications comprennent les hydrates dans des environnements sédimentaires, séparation de gaz, etcThe mechanisms of formation and dissociation of cyclopentane (CP) hydrates, which form at ambient pressure and temperatures between 0°C and 7°C, have been observed in/on/near water drops immersed in CP at scales ranging from a few nanometers to the millimeter by a variety of techniques including macrophotography and optical microscopy under various modes: bright field, differential interference contrast (DIC), fluorescence and confocal reflectance. The substrates used are either hydrophobic or hydrophilic. In a first series of experiments, a simple millifluidic method is implemented. It allows to generate, store and monitor at the same time almost a hundred of regularly-spaced water droplets of equal volume (in the µl range) separated by the guest (CP) phase in a transparent fluorinated polymeric (PFA) (hydrophobic) tubing, each droplet behaving as an independent reactor for hydrate crystallization. Insights into the ‘memory effect’ are gained by measuring the statistics of hydrate nucleation events in these reactors when chilling below 7°C the water drops. The method also allows the visualization of single-drop events such as hydrate birth and growth, and the formation of a CP-in-water emulsion upon hydrate melting, especially when an additive such as an inhibitor is added to the water. In a second series of experiments, a single water droplet in CP, either sitting or hanging from a glass substrate, is observed by microscopy under various cooling and heating sequences. Hydrate crystallization (nucleation and growth) is observed to strongly depend on subcooling at the water drop/CP interface. Two novel phenomena are visualized in detail:(i) the propagation, from the contact line of the water drop, of a hydrate halo along the glass/CP interface. (ii) hydrate crystallization in a two-dimensional CP-in-water emulsion.The two types of tools developed in this thesis open new perspectives for elucidating the mechanisms of hydrate formation and dissociation in presence of additives (promoters and inhibitors) and in the presence of a mineral substrate. Applications include hydrates in sedimentary environments, flow assurance, gas separation, etc
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Pretrel, Hugues. "Etude de comportement thermohydraulique de pulvérisations liquides sous l'effet d'un rayonnement infrarouge : application à la protection incendie par rideau d'eau." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0070.
Full textAbstract:
Ce travail présente une étude théorique et expérimentale du comportement thermo-hydraulique et radiatif d'un écoulement vertical de gouttelettes d'eau (rideau d'eau) soumis, sur une face, à un rayonnement infrarouge. Cette recherche entre dans le cadre du développement de techniques de protection contre les rayonnements d'incendies dont une des applications est la protection de réservoirs de stockage de gaz liquide par rideaux d'eau. Les objectifs sont l'étude phénoménologique du comportement radiatif d'un rideau d'eau et l'élaboration d'un modèle numérique d'ingénierie permettant de déterminer les performances d'atténuation d'un rayonnement d'incendie. L'étude phénoménologique est abordée par la description théorique du comportement d'une gouttelette d'eau soumise à un rayonnement thermique, étendue ensuite à un milieu de gouttelettes en utilisant le modèle de transfert radiatif à deux flux. La contribution de la vapeur d'eau, présente dans le rideau d'eau, sur les performances d'atténuation est étudiée. L'étude des transferts hydrodynamiques (échanges de quantité de mouvement) et thermiques (convection et évaporation) entre une goutte et la phase gaz est abordée. L'approche théorique conduit à l'élaboration d'un modèle de simulation mono-dimensionnel d'un rideau d'eau comme écran radiatif. Une étude expérimentale est menée afin de d'étudier le comportement hydrodynamique du rideau d'eau et ses performances d'atténuation. Les mesures hydrodynamiques sont effectuées par anémométrie laser, et les performances d'atténuation (mesure de transmittance totale) par des sondes fluxmètres. Ces résultats montrent le potentiel significatif des rideaux d'eau pour l'atténuation du rayonnementA theoretical and experimental study of the attenuation performance of a water spray curtain subjected to thermal radiation on one side is presented. The spray curtain is a two-phase flow consisting of a gas phase and a droplet phase produced by an array of nozzles; both phases flow vertically downward. The thermal radiation ranges from the short to the medium infra-red spectrum. Such a droplet barrier is intended to produce sufficient radiative shielding to protect industrial storage tanks against accidental fires. The theoretical approach presents a description of the behavior of a single water droplet submitted to thermal radiation. This description is extended to the behavior of droplet medium using two flux models. The contribution of the gas phase is also analyzed. Hydrodynamic transfer (momenturn exchange) and heat and mass transfers {convection and evaporation) between the droplets and the gas are investigated. The theoretical approach leads to the development of numerical model simulating the thermohydraulic behavior of a water curtain. An experimental program carried out in the Water-Spray-Facility of the von Karman Institute is performed. The hydrodynamic behavior is measured with Phase Doppler Laser Anemometer and the attenuation performance (Total transrnittance) with fluxmeters. Results show the significant efficiency of water spray curtain to attenuate thermal radiation. Conclusions focus on practical guidelines for the design of water curtains as safety equipment
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Gerardin, Jonathan. "Évaluation du transfert radiatif dans le coeur d'un Réacteur à Eau Pressurisée (REP) lors de la phase de renoyage d'un Accident de Perte de Réfrigérant Primaire (APRP)." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0145/document.
Full textAbstract:
On développe une méthode de résolution du transfert radiatif au sein d'un milieu vapeur-gouttelettes entouré de parois chaudes, en vue d'un couplage avec une résolution de l'écoulement à l'échelle de la CFD. Le domaine d'application considéré est l'étude du refroidissement du coeur d'une centrale nucléaire suite à un Accident de Perte de Réfrigérant Primaire (APRP). Le problème du transfert radiatif se découpe en deux sous-problèmes, l'un concernant l'évaluation des propriétés radiatives du milieu et le second la résolution du transfert radiatif. Les propriétés radiatives ont été calculées avec la théorie de Mie pour les gouttelettes et le modèle C-k pour la vapeur d'eau. On obtient un milieu absorbant, diffusant anisotrope, émissif, non gris et non homogène. De plus, compte tenu de la grande gamme possible des propriétés de l'écoulement (diamètre et concentration des gouttelettes, température et pression de la vapeur), le milieu peut être optiquement fin ou optiquement épais. Il faut donc une méthode de résolution du transfert radiatif efficace pour toutes les conditions observées dans un APRP et ayant un temps de calcul raisonnable en vue du couplage avec les autres modes de transferts. La méthode IDA, dérivée de l'approximation P1, a été choisie. Son niveau de précision a été validé sur des cas tests académiques et une expérimentation. Des simulations en condition APRP ont ensuite été effectuées, permettant d'évaluer les flux rayonnés et confirmant que le transfert radiatif n'est pas négligeable dans cet accidentWe developped a method of resolution of radiative transfer inside a medium of vapor-droplets surrounded by hot walls, in order to couple it with a simulation of the flow at the CFD scale. The scope is the study of the cooling of the core of nuclear reactor following a Loss Of Coolant Accident (LOCA). The problem of radiative transfer can be cut into two sub problems, one concerning the evaluation of the radiative properties of the medium and a second concerning the solution of the radiative transfer equation. The radiative properties of the droplets have been computed with the use of the Mie Theory and those of the vapor have been computed with a Ck model. The medium made of vapor and droplets is an absorbing, anisotropically scattering, emissive, non grey, non homogeneous medium. Hence, owing to the possible variations of the flow properties (diameter and volumetric fraction of the droplets, temperature and pressure of the vapor), the medium can be optically thin or thick. Consequently, a method is required which solves the radiative transfer accurately, with a moderate calculation time for all of these prerequisites. The IDA has been chosen, derived from the well-known P1-approximation. Its accuracy has been checked on academical cases found in the literature and by comparison with experimental data. Simulations of LOCA flows have been conducted taking account of the radiative transfer, evaluating the radiative fluxes and showing that radiative transfer influence cannot be neglected
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Roussette, Olivier. "Étude tribologique de couples de matériaux sous sollicitations de freinage très sévères : application à un frein ferroviaire à performances améliorées." Lille 1, 2005. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/d8bd6db9-3415-4804-93e5-0c88d9534e8b.
Full textAbstract:
En freinage ferroviaire, l' augmentation continue des énergies et puissances de freinage nécessite d amellorer les capacItés des differents systemes existants. Ces conditions d'exploitation de plus en plus contraignantes imposent notamment d'étudier le comportement tribologique des couples de matériaux de friction utilisés dans les freins à disque sous sollicitation de freinage très sévère. Cette thèse traite de l'étude tribologique menée dans le cadre du développement d'un Frein A Performances Améliorées (FAPA) par le refroidissement actif du patin. Ce concept implique l'inversion des matériaux du disque et du patin afin de diriger le flux dissipé vers le patin. L'étude, qui repose sur des essais à échelle réduite sur un tribomètre de freinage, comporte trois parties. La première partie concerne la représentativité des essais à échelle réduite compte tenu de la sévérité de la sollicitation thermique. Des règles de changement d'échelle sont développées et validées expérimentalement. La seconde partie concerne la caractérisation tribologique de plusieurs couples de matériaux, tant en configuration classique (disque métallique - patin composite à matrice organique (CMO)) qu'en configuration inverse (disque CMO - patin métallique). Elle a permis d'étudier d'une part l'influence de l'inversion des matériaux et d'autre part l'emploi de matériaux métalliques à haute diffusivité thermique. La troisième partie, à caractère plus fondamental, concerne l'influence de la composition du matériau CMO sur le comportement tribologique et la compréhension des mécanismes physiques de frottement activés en freinage. Un 3ème corps, essentiellement composé de plaques planes et de lits de poudre, est mis en évidence. Le circuit tribologique proposé présente un caractère général, valable pour l'ensemble des matériaux étudiés. Le caractère transitoire du freinage est étudié à partir d'essais interrompus et de l'observation in situ en thermographie de la piste de frottement. Les phénomènes physiques de frottement sont corrélés aux phénomènes de localisation thermique
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Morlon, Romain. "Stratification thermique et optique d'un environnement enfumé et interactions eau/fumée sous aspersion." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0138/document.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude des interactions eau/fumée dans un couloir, lors du déclenchement d'un système d'aspersion dans un environnement enfumé. Il s'attache à évaluer les effets thermiques et optiques induits par une pulvérisation d'eau par sprinkler et par brouillard d'eau sur une couche de fumée générée à partir d'un foyer type bac d'heptane. Une synthèse bibliographique permet de faire l'état des travaux concernant la recherche sur l'aspersion d'eau pour le contrôle du feu lors d'un incendie en bâtiment et sur les notions de stratification des fumées. Une étude expérimentale basée sur 50 essais en grandeur réelle est présentée, impliquant des mesures thermiques et optiques. Un système d'opacimétrie laser spécifique a notamment été développé, permettant de mesurer l'opacité des fumées et les effets des interactions eau/fumée sur l'opacité et la visibilité. La partie numérique s'appuie sur le code FDS version 6 (Fire Dynamics Simulator) pour la simulation des essais et sur un module spécifique consacré à l'évaluation de la visibilité en parallèle. Utilisant les valeur extraites de la simulation par FDS pour les concentrations en gouttes et en suie, ce code calcule les propriétés optiques du milieu absorbant-diffusant considéré, puis combine une méthode de Monte-Carlo et des techniques de PSF (Point Spread Function) et MTF (Modulation Transfer Function) pour évaluer l'intensité et le contraste d'images reconstruites. Les effets de déstratification thermique et optique sont comparés pour chaque technologie d'aspersion expérimentalement et numériquementThis work was devoted to the study of water/smoke interactions in the case of water mist activation on a smoke layer. The aim was to investigate the effects observed on thermal and optical properties when injecting water particles using sprinkler or water mist devices through a smoke layer generated with an heptane pool fire. A first review was reported in order to highlight the researches devoted to water aspersion for firefighting and the smoke stratification phenomena. An experimental study based on 50 runs at real scale was presented, involving optical and thermal measurements. In particular, a laser opacimeter system was developed, which allowed measuring the smoke opacity and the effects of smoke/water interactions on opacity and visibility. Afterwards, a numerical study was conducted. On the one hand fire tests were simulated using the FDS 6th version (Fire Dynamics Simulator) and on the other hand a dedicated code allowed us to evaluate the visibility. The values of the soot and droplet concentrations were extracted from FDS and used into the code dedicated to visibility to calculate the optical properties of the corresponding absorbing-scattering environment. Those properties are then used in a Monte Carlo approach combined with PSF (Point Spread Function) and MTF (Modulation Transfer Function) methods to evaluate the intensity and the contrast of reconstructed images. The destratification effects based on thermal and optical criteria were compared experimentally and numerically for each technology
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Peña, Carrillo Juan David. "Étude expérimentale du transfert paroi/fluide dans le cas d’un écoulement vertical vapeur/gouttes dans une géométrie tubulaire." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0193/document.
Full textAbstract:
L’un des accidents de dimensionnement d’un réacteur à eau pressurisée est l’Accident de Perte de Réfrigérant Primaire (APRP). L’évènement initiateur d’un tel accident est une brèche sur le circuit primaire du réacteur entrainant une perte d’inventaire en eau, et de ce fait conduit à un assèchement des assemblages combustibles. En conséquence, une augmentation considérable de la température surviendrait à l’intérieur du cœur du réacteur. Ainsi, les gaines de combustible peuvent éventuellement se déformer et des zones dites ballonnées apparaitre. Ces zones vont avoir un fort impact sur l’efficacité du refroidissement du cœur du réacteur. Pour contribuer à l’étude thermohydraulique d’un APRP, la présente thèse a pour but la caractérisation expérimentale des interactions entre un écoulement diphasique de vapeur/gouttes et une zone partiellement bouchée. Afin de reproduire un tel scénario, le banc expérimental thermohydraulique COLIBRI a été conçu. Plusieurs configurations géométriques de la zone ballonnée, caractéristiques d’un APRP, sont analysées (longueur et taux de bouchage associés au ballonnement). Afin de caractériser les échanges thermiques paroi/fluide ainsi que la dynamique des gouttes, des diagnostics optiques et thermiques sont utilisés : l’Anémométrie Phase Doppler (PDA) pour mesurer le diamètre et la vitesse des gouttes, la Fluorescence Induite par Laser (LIF) pour mesurer la température des gouttes et la Thermographie Infrarouge (IR) afin d’estimer le flux de chaleur extrait du tube par l’écoulement. En parallèle, une modélisation du problème a été développée afin d’obtenir une approche théorique de la capacité de refroidissement de l’écoulement diphasique. Le système d’équations décrivant la conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie permettra d’estimer l’impact respectif des différents mécanismes de transferts thermiques mis en jeu ainsi que l’évolution spatio-temporelle des paramètres thermohydrauliquesDuring a Loss of Coolant Accident (LOCA) in a Pressurized Water Reactor (PWR), caused by a break or a leakage on the primary circuit, partial or even complete drying of the fuel assemblies may occur. In these conditions, the fuel temperature increases, leading to a significant deformation and rupture of the fuel rod cladding. The cooling flow might be impaired, according to the size and distribution of the deformed zones within the fuel assemblies during the emergency cooling phase (Reflooding phase). To contribute to the thermalhydraulic study of the reflooding phase, this study aims to characterize experimentally the coolability of a representative deformed sub-channel by a steam-droplets flow under LOCA conditions. In order to reproduce such a scenario, the experimental thermal-hydraulic set-up COLIBRI was designed. Several geometrical blockage configurations are analyzed (Blockage ratios and axial lengths). Three measurement techniques are set up to follow the cooling transient phase of each experience: Phase Doppler Anemometry (PDA) in order to obtain both velocity and diameter of droplets, Laser Induced Fluorescence (LIF) to measure the mean droplet temperature and Infrared thermography to estimate the heat flux removed by the two-phase flow. Additionally, a one-dimensional mechanistic model, taking into account of the heat transfers mechanisms in the post-dry out region, is developed in order to analyze the experimental data and identify each one of the wall-to-fluid heat transfers (radiation with vapor and droplets, convection with vapor, evaporation, and droplet impact)
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Esnoul, Coralie. "Etude du comportement à rupture de la zone HBS du combustible UO2 dans les réacteurs à eau pressurisée, par une approche micromécanique en condition accidentelle d’APRP." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0682.
Full textAbstract:
La reproduction expérimentale de transitoires thermiques accidentels de type Accident par Perte de Réfrigérant Primaire (APRP) en laboratoire a permis d’observer la fragmentation du combustible fortement irradié lorsque la gaine se déforme sous l’augmentation de la température. Ces fragments de petites tailles peuvent se relocaliser dans le ballon voire être éjectés hors du crayon cas de rupture de gaine. La zone High Burnup Structure (HBS) des combustibles fortement irradiés est la plus susceptible de se fragmenter et d’être relocalisée par sa position en périphérie de pastille. Pour expliquer ce phénomène, l’hypothèse retenue est que le transitoire provoque une surpression dans les bulles HBS ce qui mène à la décohésion des joints de grains et à la fragmentation. Cette thèse a pour but de développer un critère de fissuration mécanique du combustible pour mieux comprendre le comportement des bulles HBS lors des conditions thermiques APRP. Ce travail se base sur une méthode une méthode micromécanique en trois étapes : i) la représentation qui permet de caractériser la microstructure de la zone HBS (leurs dimensions, leur fraction volumique, et la pression interne). Deux sources d’informations seront utilisées : les observations expérimentales provenant de disques ou de pastilles de combustible irradiés à fort taux de combustion et d’outils numériques(avec Alcyone-Caracas [JSB+14])Under Loss Of Coolant Accident(LOCA) transients conditions, the high irradiated fuel is fragmented in small sizes fragments who can be relocated in the balloon, or being ejected out of the fuel rod if the latter burst. This work focuses on the pellet rim, where bubbles density increases owing to a higher irradiation level. Usually the hypothesis used to explain fuel fragmentation during transient is grain cleavage induced by over pressurized fission gas bubbles, located at the grain boundary. The aim of this study is to define a macroscopic fragmentation model based on a micro mechanical approach to have a better understanding of the fuel mechanical behaviour at lower scale : size and volume fraction of fragments. This PhD introduces a stepwise micromechanical method based on three steps : i) firstly, we detail how to model the HBS microstructure including pressurized porosities, based on experimental or numerical data and define a representative volume element (RVE)
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Turque, Isabelle. "Effet de fortes teneurs en hydrogène sur les propriétés métallurgiques et mécaniques des gaines en alliage de zirconium après incursion à haute température." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM066/document.
Full textAbstract:
En conditions hypothétiques d’accident par perte de réfrigérant primaire, la gaine en alliage de zirconium des crayons combustibles des réacteurs nucléaires à eau pressurisée peut être temporairement exposée à de la vapeur d’eau à haute température (jusqu’à 1 200°C) avant d’être refroidie puis trempée à l’eau. Dans certaines conditions, après éclatement, la gaine peut absorber une quantité très importante d’hydrogène (hydruration secondaire), pouvant atteindre 3 000ppm mass. localement, lors du maintien sous vapeur d’eau à haute température.Cette étude porte sur l’effet, peu étudié jusqu’alors, de fortes concentrations en hydrogène sur les caractéristiques métallurgiques et mécaniques de deux alliages de zirconium, le Zircaloy-4 et le M5®, au cours et après refroidissement depuis le domaine des hautes températures, auxquelles le zirconium est en phase β. Un protocole a été mis au point afin de charger en hydrogène, de manière homogène jusqu’à ~3 000ppm-mass., des tronçons de tube de gainage de plusieurs centimètres de long. Les transformations de phases, la ségrégation des éléments chimiques et la précipitation des hydrures lors du refroidissement depuis le domaine d’existence de la phase β du zirconium ont été étudiées, pour les matériaux contenant jusqu’à ~3 000ppm-mass. d’hydrogène en moyenne, au moyen de différentes techniques : diffraction de neutrons in-situ en cours de refroidissement depuis 700°C, diffraction de rayons X, µ-ERDA, et microscopie électronique notamment. Les résultats ont été confrontés à des prévisions thermodynamiques. Puis, pour étudier l’effet de fortes teneurs en hydrogène sur le comportement mécanique de la phase (ex-)β du zirconium, des essais de traction axiale ont été effectués à différentes températures entre 20 et 700°C, au cours du refroidissement depuis le domaine de phase β, sur des échantillons contenant jusqu’à ~3 000ppm-mass. d’hydrogène en moyenne. Les résultats montrent que les propriétés métallurgiques et mécaniques de la phase (ex-)β des alliages de zirconium dépendent fortement de la température et de la teneur en hydrogèneUnder hypothetical loss-of-coolant accident conditions, fuel cladding tubes made of zirconium alloys can be exposed to steam at high temperature (up 1 200°C) before being cooled and then quenched in water. In some conditions, after burst occurrence the cladding can rapidly absorb a significant amount of hydrogen (secondary hydriding), up to 3 000wt.ppm locally, during steam exposition at HT.The study deals with the effect, poorly studied up to date, of high contents of hydrogen on the metallurgical and mechanical properties of two zirconium alloys, Zircaloy-4 and M5®, during and after cooling from high temperatures, at which zirconium is in its β phase. A specific facility was developed to homogeneously charge in hydrogen up to ~3 000wt.mass. cladding tube samples of several centimeters in length. Phase transformations, chemical element partitioning and hydrogen precipitation during cooling from the β temperature domain of zirconium were studied by using several techniques, for the materials containing up to ~3 000wt.ppm of hydrogen in average: in-situ neutron diffraction upon cooling from 700°C, X-ray diffraction, µ-ERDA, EPMA and electron microscopy in particular. The results were compared to thermodynamic predictions. In order to study the effect of high hydrogen contents on the mechanical behavior of the (prior-)β phase of zirconium, axial tensile tests were performed à various temperatures between 20 and 700°C upon cooling from the β temperature domain, on samples with mean hydrogen contents up to ~3 000ppm-mass.The results show that metallurgical and mechanical properties of the (prior-)β phase of zirconium alloys strongly depend on temperature and hydrogen content
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Louhi, Amine. "Intégrité des tours aéroréfrigérantes en béton armé sous sollicitations extrêmes : Vent et séisme." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0114/document.
Full textAbstract:
Il est prévu d’augmenter la durée de vie des centrales nucléaires actuellement opérationnelles. Le vieillissement des structures en béton armé telles que les tours aéroréfrigérantes doit être évalué, son incidence sur la capacité portante calculée. Dans le cas de fortes dégradations, le renforcement doit être envisagé, afin d’assurer la pérennité de ces tours face aux sollicitations extrêmes telles que les tempêtes de vent et les séismes. Ce travail vise à quantifier les effets néfastes que peut générer la réduction de section des aciers induite par la corrosion, en particulier sur la capacité portante des tours dans des conditions de sollicitations extrêmes monotones ou cycliques de types vent et séisme. Ces sollicitations sont certainement les plus sévères, entrainant la structure dans le domaine non linéaire, elles sont susceptibles d’induire des endommagements de type fissuration qui dans le cas de sollicitation cycliques peuvent s’avérer néfastes. Des modélisations numériques sont proposées pour déterminer la réponse quasi-statique ou dynamique de la structure, en tenant compte des apparitions de fissures dans le béton et de leur évolution via des lois de comportement appropriées du matériau béton, ainsi que la plastification des aciers. Dans le cas d’une sollicitation sismique, dans le but de comparer les approches de modélisation du séisme et d’évaluer la robustesse des résultats, les réponses dynamiques sont évaluées par trois méthodes différentes de calcul : l’approche dynamique temporelle non linéaire, la méthode spectrale et la méthode modale temporelle. Des études paramétriques portant sur l’amortissement, les combinaisons de charges et les configurations structurales, sont aussi menées. Dans le cas d’une sollicitation de type vent, la technique de renforcement à l’aide de matériaux composite, tel que le tissu de fibres de carbone (TFC) est modélisée. Le comportement de la structure endommagée présentant un taux de corrosion avancée, est évalué dans le régime pré- et post-fissuration, comparativement à la structure intègre. La perte de capacité portante est quantifiée, un renforcement permettant de restaurer l'intégrité et donc d’augmenter la durée de vie de la structure est proposéThe authorities have planned to increase the lifetime of currently operating nuclear power plants. The ageing of reinforced concrete structures such as cooling towers should be evaluated and its impact on the bearing capacity calculated. In the case of significant damage, the strengthening must be considered to ensure the sustainability of these towers facing the risk of storms and earthquakes becoming more and more frequent. This work aims to quantify the adverse effects that can generate concrete cracks and rebar section loss induced by corrosion, especially on the bearing capacity of nuclear power plant cooling towers under monotonic or cyclic extreme load conditions (wind and earthquake). These loads are certainly the most severe, since they take the structure into the nonlinear domain and can induce or amplify cracking damage. Numerical simulations are proposed to determine the quasi-static or dynamic response of the structure, taking into account appearance of concrete cracks and their evolution via an appropriate material concrete law and rebar's yielding. In the case of a seismic load, the responses are evaluated by three different methods; the nonlinear response history analysis (NLRHA), the response spectrum analysis and the modal response history analysis (MRHA) in order to compare the earthquake modeling approaches and to evaluate the robustness of the results. Parametric studies on damping, load combinations and structural configurations, are also performed. In the case of a wind load, the strengthening technique using composite materials, such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP) is modeled. The behavior of the damaged structure with an advanced corrosion rate is estimated in the pre- and post-cracking regime, compared to the undamaged structure. The drop of bearing capacity is quantified, a reinforcement designed is proposed to restore the integrity and thus increase the lifetime of the structure
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Fernandes, Hipolito Ana Isabel. "Étude des phénomènes de transport dans un réacteur catalytique pilote de type filaire." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10285/document.
Full textAbstract:
L’extrapolation des réacteurs catalytiques nécessite l’acquisition des données cinétiques sur des réacteurs à petite échelle dans les conditions opératoires industrielles. Le critère de dimensionnement utilisé lors de la réduction d’échelle est la conservation de la vitesse volumique horaire, ce qui conduit à des vitesses de circulation très faibles dans les réacteurs pilotes à lit-fixe. A ces vitesses, les flux de transfert de matière externes peuvent devenir limitant par rapport au flux de réaction. Dans ce contexte, une nouvelle géométrie de réacteur a été imaginée pour intensifier les transferts de matière et chaleur et pour augmenter les vitesses de circulation des fluides : le réacteur "filaire". Il s’agit d’un réacteur dont le diamètre est égal ou proche de celui des grains de catalyseur et avec un ratio longueur sur diamètre très élevé. Le principal objectif de cette thèse est de caractériser ce réacteur en termes d’hydrodynamique et de transferts de matière externes pour définir ses limites d’utilisation. En écoulement diphasique, ce réacteur est relativement piston et la rétention liquide est élevée, ce qui permet d'assurer un mouillage total du catalyseur. En ce qui concerne les vitesses des transferts de matière externe, celles-ci sont proches de celles d'un réacteur agité avec panier et sont supérieures à celles caractéristiques d'un réacteur pilote à lit-fixe conventionnel. Cette observation est liée à l’augmentation des vitesses locales du liquide et à la présence d'un écoulement du type Taylor modifié. En conclusion, le réacteur "filaire" constitue une alternative efficace aux réacteurs pilotes à lit-fixe pour l’étude de catalyseurs mis en formeSmall size fixed-bed reactors are a common choice for testing industrial supported catalyst under industrial operating conditions. The most common criterion for reactor’s scale-down is based on the conservation of the liquid hourly space velocity which leads to a very low fluid flow velocity at the laboratory scale. Under these conditions, the external mass transfer flux can become the limiting step of the process. In this context, a new reactor geometry was proposed to intensify mass and heat transfers and to increase fluid flow velocities: the single pellet string reactor. This reactor is composed of a tube with an internal diameter close to that of the catalyst particles and with a high length over diameter ratio. The main goal of this thesis is to characterise the hydrodynamic and external mass transfer performances of this new reactor in order to define its application domain. In two-phase gas-liquid flow, the reactor flow is plug flow and the liquid hold-up values are high, which insures a complete wetting of the catalyst particles. The mass transfer coefficients were quantified and the measured rates are much higher than those observed in conventional pilot fixed-bed reactors, which can be explained by the increased local liquid velocities and by the modified Taylor flow regime. Catalytic tests with a very fast model reaction revealed that the external mass transfer performances of the single pellet string reactor are close to those measured in a stirred tank reactor equipped with a catalytic basket. In conclusion, the single pellet string reactor represents a new and efficient alternative to fixed-bed pilot reactors to study shaped catalysts
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Bouchama, Amar. "Refroidissement en cascade par flash détente, modélisation par contraintes et aide à la décision." Phd thesis, 2003. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001008.
Full textAbstract:
Le procédé de refroidissement par flash détente se développe dans divers domaines de l'agroalimentaire. La mise sous vide permet d'abaisser la température de saturation et d'évaporer une partie d'un solvant contenu dans un mélange. L'évaporation va se faire en prenant de l'énergie au mélange et ainsi de refroidir. Les vapeurs sont ensuite recondensées et éventuellement les condensats sont réintroduits dans le fluide. Les systèmes de flash détente qui sont actuellement conçus utilisent des composants souvent surdimensionnés. Le procédé reste complexe à appréhender du fait des phénomènes physiques liés au vide et au couplage entre les composants du système. Une pré-étude technologique a conduit à un nouveau concept de refroidissement en cascade permettant de réduire l'encombrement des différentes entités. Il s'agit de partager la cuve de détente en deux parties à pressions différentes, permettant quand même le refroisissement en continu. Ces deux parties communiquent par un clapet à flotteur et sont reliées à deux condenseurs placés en parallèle (ou en série) sur la pompe à vide. Ce système a conduit à un brevet international. Un prototype expérimental permettant de traiter 3 tonnes/heure de mélange a été développé durant la thèse et a permis d'observer des différentes pressions et températures, des condensats ainsi quele débit de la pompe à vide. La modélisation fine de tels phénomènes a été peu abordée. A cette fin, nous simulons l'évolution de la vapeur dans les deux parties de la cuve, sa condensation dans les condenseurs (tube et calandre) et sa liaison au fonctionnement de la pompe à vide. Successivement sont étudiés théoriquement et expérimentalement, l'éjecteur, le dévesiculeur, les condenseurs et leur couplage avec la cuve de détente. Les modèles sont qualifiés en terme de parcimonie, exactitude, précision et spécialisation. Ces étude ont conduit à l'expression d'une base de connaissances formulées par contraintes numériques cohérente avec son traitement par un solveur de problèmes par satisfaction de contraintes (CSP). La base de connaissances et le solveur constituent un système d'aide à la décision pour la définition d'évaporateurs flash.
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Yoshida, 1988 Yukihiro. "Effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel et le terpolymère : Mécanismes responsables de la variation de température et bilan énergétique sous déformation." Thesis, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI070/document.
Full textAbstract:
Les effets électrocaloriques, qui se traduisent par une variation de température induite par une variation d’entropie ont été étudiés comme alternative aux systèmes de réfrigération utilisant un cycle de compression/détente. Le travail de thèse se focalise sur l’étude de l’effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel et le terpolymère (P(VDF-TrFE-CTFE). En premier lieu, l’effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel qui compte parmi les meilleurs candidats, a été évalué pour des cycles de déformation réalisés avec différentes valeurs d’allongement. Une variation de température de 4 °C a pu être observée. Il est usuel d’utiliser la relation déformation/contrainte en fonction de la variation de température pour évaluer l’effet élastocalorique. Il a été démontré que cette méthode ne peut pas être utilisée dans le cas du caoutchouc naturel et qu’elle doit être remplacée par la mesure de la variation de l’énergie mécanique en fonction de la température. Et dans ce cas, une variation linéaire entre ces deux dernières grandeurs a été observée. En réalisant un bilan d’énergie pendant l’essai, non seulement, le rendement énergétique a pu être évalué mais il a été aussi possible de prendre en compte l’effet Mullins et la cristallisation induite par la déformation pour le caoutchouc naturel. Dans un second temps, l’effet élastocalorique a été étudié sur le terpolymère (P(VDF-TrFE-CTFE), ce qui a permis de montrer qu’il était possible d’obtenir une variation de température de 2.1 °C sous réserver de pré-déformer le terpolymère à plus de 1050 % avant. Par comparaison avec d’autres matériaux présentant une bonne conversion élastocalorique, le fort potentiel de ce matériau a pu être mis en évidence. Enfin, il a été mis en évidence que la plus grande partie de l’énergie mécanique était bien convertie en énergie thermiqueCaloric effects (CEs), which are the phenomena that temperature variation is caused by entropy change, have been investigated for the novel system which might be able to replace conventional vapor compression refrigeration system. In the present thesis, the elastocaloric effect (ElCE) of natural rubber (NR) and terpolymer, poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (P(VDF-TrFE-CTFE)), was focused. First of all, NR, which is an excellent candidate material for ElCE, was evaluated in cyclic deformation with different strain levels. It was found that NR exhibits temperature variation of around 4.0 °C. In general, the relation between stress/strain versus temperature variation is used to evaluate ElCE. The unsuitability of such evaluation method for NR was demonstrated. The evaluation method for ElCE which uses energy balance was then proposed. A linear relation between the temperature variation caused by ElCE and the applied mechanical energy by deformation was experimentally found. This fact verifies the suitability of the proposed method. Using the energy balance, besides, not only the conversion efficiency but also the influences of the Mullins effect and the strain-induced crystallization on the ElCE of NR were discussed. ElCE of P(VDF-TrFE-CTFE) was also evaluated in order to find out the potential of polymer. It was found that present terpolymer which is not one of the elastomers can also exhibit a large temperature variation, 2.1 °C, caused by ElCE if a large pre-stretch such as more than 1050 % is applied in advance. By comparison with other materials for ElCE, it was demonstrated that P(VDF-TrFE-CTFE) can be a high potential material for ElCE. It was also shown that P(VDF-TrFE-CTFE) converts most of the applied mechanical energy into the heat energy