Thèses : « Conductivité thermique – Modèles mathématiques »

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Vidalain, Guillaume. « Modélisation des phénomènes convectifs lors du changement de phase solide-liquide par utilisation de l'équation de diffusion de la chaleur et d'une forme modifiée de la conductivité ». Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24407/24407.pdf.

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Dallaire, Jonathan. « Thermal conductivity of carbon nanotubes from equilibrium molecular dynamics simulations : sensitivity to modeling and simulation parameters ». Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29017/29017.pdf.

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Robert, Félix. « Optimisation techno-économique d'un champ d'échangeurs géothermiques verticaux ». Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30095/30095.pdf.

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Résumé :

Ce mémoire présente la méthodologie utilisée et les résultats d’optimisation de champs d’échangeurs géothermiques verticaux. Le contenu est présenté en deux articles de journaux scientifiques. Le premier article traite d’une étude sur l’impact de la stratigraphie du sol sur l’évaluation de performance d’échangeur géothermique. L’étude dévoile que les résultats des simulations prédisent une consommation d’énergie équivalente du système de thermopompe géothermique, que le sol soit stratifié ou homogène avec une conductivité thermique moyenne. Le premier article confirme donc l’hypothèse selon laquelle un système de pompe à chaleur couplée au sol peut être modélisé en utilisant une conductivité thermique moyenne. Le deuxième article présente une méthode d’optimisation de la conception d’échangeurs géothermiques afin de minimiser le coût du système global. Les résultats montrent entre autres que le nombre de puits dans une grille d’échangeurs, de même que leur profondeur, sont des paramètres d’importance dans la variation du coût.
This master thesis presents the method used and the optimization results for a ground coupled heat exchangers borefield. The content is divided into two papers submitted for publication to scientific journals. The first paper reports a study on soil stratigraphy impact on performance evaluation for a geothermal heat pump. The study reveals that the results obtained from simulation predict the same energy consumption of heat pump system for stratified soil and for homogenous soil defined by an average thermal conductivity. It confirms the assumption that a ground coupled heat exchanger system can be modeled using an average value of thermal conductivity. The second paper presents an optimization method of geothermal borefield design to minimize the cost of the system. Results show that number of boreholes in the grid, and their depth, are two influential parameters having strong effect on total cost.

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Le, Coroller Hervé. « Effet de la conductivité thermique sur la structure des ondes de choc radiatives : étude de la pulsation de deux étoiles super-géantes froides HD 56126 et HD 179821 ». Aix-Marseille 1, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX11028.

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Résumé :

Au passage d'un front de choc, le gaz est très fortement chauffé. Derrière le front, dans le sillage, il se refroidit en rayonnant. On rencontre donc, dans la structure d'un choc, de forts gradients de température et d'ionisation qui sont à l'origine de processus de diffusion et de transport de chaleur tels que la conductivité thermique translationnelle électronique et la conductivité thermique réactionnelle. Dans ce travail nous avons étudié l'influence de la conductivité thermique électronique sur la structure radiative des chocs. Avec un modèle (Fadeyev and Gillet, 2000), nous retrouvons au niveau du front le profil de température électronique prévu qualitativement par Zel'dovich (1966) qui a démontré que les électrons chauffent le gaz devant le front. Pour des chocs rapides (U[1] > 65 km s[-1]) la conductivité électronique augmente légèrement le taux d'ionisation et le flux du continuum de Lyman au niveau du front. Il en résulte un accroissement du flux radiatif total sortant du choc pouvant aller jusqu'à 25 %. Par ailleurs, dans un gradient d'ionisation les ions et les électrons diffusent ensemble en transportant de l'énergie d'ionisation. Ce processus est responsable d'un flux appelé conductivité thermique réactionnelle. Nous donnons une équation de flux réactionnel et trouvons que ce flux est efficace dans une région étroite derrière le front du choc, là où le gaz se thermalise et s'ionise fortement. Nous avons également étudié la dynamique atmosphérique de deux étoiles super-géantes froides HD 56126 et HD 179821. Nous observons dans ces étoiles des profils de raies-P-Cygni probablement liés à des chocs se propageant dans leur atmosphère très étendue. Ces observations apportent de précieux renseignements sur la nature et les modes de pulsation d'étoiles post-AGB ou super-massives telles que HD 56126 et HD 179821

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Bonev, Plamen. « Thermal conductivity of mixed oxide fuel (MOX) : effect of temperature, elementary chemical composition, microstructure and burn-up in reactor ». Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0367.

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Résumé :

Le combustible à oxyde mixte (MOX) est le combustible nucléaire utilisé dans les réacteurs de quatrième génération, également appelés réacteurs à neutrons rapides (RNR). Ces réacteurs fonctionnent à des températures très élevées (entre 1500 et 2500 K). La conductivité thermique est donc une propriété essentielle pour la sécurité des réacteurs. Dans les conditions de fonctionnement des RNRs, le MOX est non seulement soumis à des températures élevées, mais aussi à des modifications locales de la composition élémentaire chimique et de la microstructure, qui peuvent avoir un impact important sur la conductivité thermique. L'effet de la teneur en plutonium est particulièrement intéressant pour les applications en RNR, non seulement en raison de ses changements locaux pendant l'irradiation, mais aussi parce que les réacteurs à neutrons rapides peuvent être utilisés pour recycler le plutonium. Les modèles de conductivité thermique devraient donc être prédictifs dans une large gamme de teneurs en plutonium. La plupart des approches de modélisation sont semi-empiriques dans leur description de la conductivité thermique en fonction de la température, et sont purement empiriques en termes de dépendance à la teneur en plutonium et en oxygène. Ces approches sont donc limitées par le nombre de données expérimentales disponibles, en particulier pour les températures élevées (supérieures à 2000 K) et les teneurs élevées en plutonium (supérieures à 30 at. %). L'extrapolation de ces modèles au-delà de leur domaine de validité expérimentale peut donc conduire à des incertitudes de modélisation élevées. Pour répondre à ce problème, nous proposons dans ce travail un modèle construit sur des fondements physiques. Ce modèle est basé sur une évaluation théorique de la contribution à la conductivité thermique de chacune des trois (quasi)particules responsables du transport de chaleur dans les combustibles oxydes: les phonons, les polarons et les photons. Les effets de la température, de la teneur en plutonium et en oxygène sur la conductivité thermique sont donc clairement identifiés. Des effets corrélés entre la teneur en plutonium et en oxygène ont notamment été observés, ce qui n'apparaît pas dans les approches empiriques. Ce travail a également permis d'améliorer la compréhension des effets induits par l'irradiation en RNR sur la conductivité thermique. Le modèle proposé dans ce travail a été comparé aux données expérimentales les plus récentes sur la conductivité thermique des combustibles MOX, comptant un total de 6619 points expérimentaux, provenant de différentes institutions: CEA, projets européens, AIEA, OCDE. Les données expérimentales ont confirmé l'effet de la teneur en plutonium, prédit dans ce travail, et ont en particulier fourni une preuve expérimentale des effets corrélés de la teneur en plutonium et en oxygène. Le modèle a été implémenté dans le code de performance GERMINAL, de la plateforme logicielle PLEAIDES, afin de simuler le comportement du combustible pendant l'expérience d'irradiation INTA-2. La température de combustible calculée a été comparée aux mesures de thermocouple et a montré une bonne cohérence, soulignant l'utilisation adéquate de ce modèle dans les codes de performance
Mixed oxide fuel (MOX) is the nuclear fuel, used in fourth generation reactors, also called fast neutron reactors (FNR). Those reactors operate at very high temperatures (between 1500 and 2500 K). Thermal conductivity is therefore an essential material property to reactor safety. In fast reactor operating conditions, MOX is not only subject to high temperatures, but also to local changes in chemical composition and microstructure, which can have great impact on thermal conductivity. The effect of plutonium content is of particular interest for FNR applications, not only due to its local changes during irradiation, but also because fast reactors can be used to recycle plutonium. Thermal conductivity models should therefore be predictive in a wide range of plutonium contents. Most modeling approaches are semi-empirical in their temperature-dependency description of thermal conductivity, and are purely empirical in terms of plutonium and oxygen content-dependency. Those approaches are therefore limited by the number of available experimental data, especially concerning high temperatures (above 2000 K) and high plutonium contents (above 30 at. % ). The extrapolation of those models beyond their experimental range of validity can therefore lead to high modeling uncertainties. To address this problem, we propose in this work a model built on physical foundations. This model is based on a theoretical assessment of the contribution to thermal conductivity of each of the three (quasi)particles responsible for heat transport in oxide fuels: phonons, polarons and photons. The effect of temperature, plutonium and oxygen content on thermal conductivity is therefore clearly identified. Plutonium-oxygen content correlated effects were in particular observed, which do not appear in empirical approaches. This work also allowed to improve the understanding of irradiation-induced effects on thermal conductivity in FNR irradiation conditions. The model, proposed in this work was compared to the most up-to-date experimental data on thermal conductivity of MOX fuels, counting a total of 6619 experimental points, originated from different institutions: CEA, European projects, IAEA, OECD. Experimental data confirmed the effect of plutonium content, predicted in this work and in particular provided an experimental evidence for the plutonium-oxygen content correlated effects. The model was implemented into the CEA fuel performance code GERMINAL, from the simulation software platform PLEAIDES, to simulate the fuel behavior during the INTA-2 irradiation experiment. The predicted fuel temperature was compared to thermocouple measurements and showed good consistency, highlighting the adequate use of our model in fuel performance codes

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Déchoux, Véronique. « Utilisation du fluage dans une modélisation du manteau sub océanique ». Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10331.

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Modèle basé sur l'étude classique de la contraction thermique des matériaux chauds introduits dans la zone axiale des dorsales médio-classiques, et de l'extrapolation des lois établies en laboratoire du fluage de l'olivine. Les courbes théoriques obtenues pour le flux de chaleur à la surface de l'anomalie topographique présentent les mêmes relations avec la racine carrée de l'âge de la croûte que les observations expérimentales. Le choix de la température de l'isotherme et sa profondeur influe sur le flux de chaleur dans la zone axiale et sur l'anomalie topographique aux grands âges.

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Abdallah, Ghassan. « La convection thermique dans les milieux fracturés : modélisation avec la méthode des éléments distincts ». Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL126N.

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L’étude des phénomènes couplés thermo-hydro-mécaniques intéresse la communauté scientifique aujourd'hui confronté au problème du stockage des déchets. La modélisation est un outil essentiel pour prédire l'évolution complexe du milieu hôte et de ces déchets. Parmi les approches numériques existants, on distingue les approches de types éléments finis et les approches de type éléments distincts. Si la première, plus ancienne, a déjà donné lieu à de nombreux développement et applications, elle rend mal quelquefois la réalité du massif rocheux fracturé. Nous avons souhaité cette dernière approche en la rendant capable de modéliser les échanges thermiques convectifs liés à la circulation d'un fluide dans les fissures de roche. Nous suspectons en effet que ce phénomène peut être important si le gradient hydraulique est suffisamment élevé. Une étude bibliographique nous a permis de mettre en évidence les paramètres qui déterminent ce phénomène dont le principal est le coefficient de transfert thermique h entre la roche et le fluide. Les nombreuses formulations recensées ne sont pas totalement suffisantes à expliciter la réalité de ses effets. D’autres mesures, in situ et en laboratoire, s'avèrent nécessaires. Nous avons pu établir des expressions pour les termes d'échange thermique entre le fluide et la roche et à l'intérieur du fluide lui-même. Souhaitant donc modéliser le phénomène à l'aide d'une approche adaptée au milieu discontinu, notre choix s'est porte sur le logiciel UDEC (Universal Distinct Element Code) dont la structure permettait moyennant quelques modifications d'accueillir les développements envisagés. Les algorithmes de calcul sont basés sur les différences de vitesse entre les transferts thermiques convectifs et conductifs. Nous avons testé notre modèle dans le cas de l'écoulement d'un fluide froid entre 2 blocs. Dans le cas d'une modélisation thermohydraulique, les échanges thermiques calculés sont cohérents et s'accordent avec ceux calculés par une autre approche numérique. On observe en effet que la convection thermique croit avec l'ouverture hydraulique de la fracture, la vitesse du fluide et décroit avec sa viscosité. Des calculs thermo-hydromécaniques ont montré la nécessité d'alterner les calculs thermiques et les calculs hydromécaniques suffisamment fréquemment pour rendre compte de la réalité du couplage. Notre modèle a été utilisé à grande échelle et a permis également d'interpréter les anomalies thermiques mesurées sur le site géothermal du Cézallier

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Haras, Maciej. « Thermoélectricité non-conventionnelle basée sur les technologies silicium en film minces ». Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10006/document.

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La thermoélectricité convertit fiablement l’énergie thermique en énergie électrique de manière directe, silencieusement et sans vibrations. Dans le contexte des réserves limitées en énergies fossiles, de l’effet de serre et de besoin énergétiques mondiaux en hausse, la récupération d’énergie thermique dissipée peut être une solution d'appoint. Un bon matériau thermoélectrique intègre des propriétés antagonistes : haute conductivité électrique (σ) et faible conductivité thermique (κ). La thermoélectricité conventionnelle utilise des matériaux nocifs, complexes, coûteux et incompatible avec des techniques de fabrication massive ex. CMOS rendant la thermoélectricité peu populaire sur le marché. En revanche, les matériaux CMOS, à savoir le silicium (Si), le germanium (Ge) et le silicium-germanium (SixGe1-x), sont simples, facilement approvisionnables et industriellement compatibles. Ils offrent une excellente conductivité électrique (σ) mais leur utilisation dans la thermoélectricité est limitée par une conductivité thermique (κ) trop élevée. Les progrès récents dans les domaines de micro et nano-fabrication permettent de réduire κ sans affecter σ. Cela permet de fabriquer des générateurs thermoélectriques (TEG) compatibles CMOS, tout en gardant une production massive réduisant le coût. Les simulations présentées placent Si, Ge et SixGe1-x dans une position compétitive par rapport aux matériaux thermoélectriques conventionnels, à condition de réduire substantiellement κ. Une réduction de la conductivité thermique d'un facteur 3 a été expérimentalement démontrée dans des membranes de Si intégrées au sein d'une plateforme micrométrique conçue, fabriquée et caractérisée dans le cadre de cette thèse
Thermoelectricity converts heat into electric energy in a silent, direct, vibrationless and reliable way. In light of limited reserves in fossil fuels, increasing greenhouse effect and constantly rising worldwide demand in energy, recovering heat losses can be a solution. Good thermoelectric material integrates antagonistic properties: high crystal-like electrical (σ) and low glass-like thermal (κ) conductivities. Conventional thermoelectricity uses materials that are harmful, complex, expensive and incompatible with mainstream fabrication technologies e.g. CMOS making thermoelectricity unpopular. In constrast, CMOS materials, namely Silicon (Si), Germanium (Ge) and Silicon-Germanium (SixGe1-x), are simple, easy-to-get, cheap and industrially compatible offering a high electrical conductivity (σ). However, their usage in thermoelectricity is hindered due to a prohibitive thermal conductivity (κ). Recent progress in nano- and micro-fabrication opened new possibilities to reduce κ with minor impact on σ. This opportunity enables fabrication of CMOS compatible ThermoElectric Generators (TEGs) enabling massive production and cost reduction which can significantly popularize TEGs on the market. Our modelling approach place Si, Ge and SixGe1-x in a competitive position compared with conventional thermoelectrics providing that their high bulk κ can be substantially reduced. Within the framework of this thesis, a 3-fold size induced κ reduction in Si is experimentally obtained based on a micrometer measurement platform that has been designed, fabricated and characterized in this work

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Chahlafi, Miloud. « Modélisation du rayonnement thermique dans un coeur de réacteur nucléaire dégradé en présence de vapeur et de gouttes d'eau ». Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00649477.

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L'objectif de cette thèse est de proposer une modélisation du rayonnement thermique dans un réacteur nucléaire au cours d'un accident grave conduisant à la dégradation des crayons combustibles. Un réacteur étant refroidi par de l'eau, le rayonnement se fait en présence de vapeur et de gouttes d'eau. Le modèle de rayonnement est construit à partir d'expériences de dégradation de crayons fossiles, réalisées sur le réacteur expérimental PHEBUS.Les configurations géométriques accidentelles de grappes de 21 crayons dégradés ont pu être caractérisées en trois dimensions à partir d'images issues de tomographies. Les propriétés radiatives homogénéisées de ces configurations ont été complètement caractérisées à partir de la fonction de distribution cumulée d'extinction Gext et de la fonction de phase de diffusion p. Ces fonctions ont été précisément calculées par une méthode de Monte Carlo. Gext, qui n'est pas de type exponentiel, ne suit pas la loi de Beer. p dépend fortement des angles d'incidence et de diffusion. A partir de l'équation de transfert radiatif généralisée à des milieux non Beeriens, introduite par Taine et al., un tenseur des conductivités radiatives a été déterminé par une méthode de perturbations, en supposant dans une première étape la phase fluide transparente. Les conductivités radiatives axiales et radiales ont été exprimées avec précision en fonction de la porosité, de la surface spécifique et de l'absorptivité locale du milieu poreux. Dans une deuxième étape, une équation de transfert radiatif à trois températures a été établie. Dans ce modèle, les effets de la phase fluide sur le rayonnement ont été couplés aux effets des parois. Les propriétés radiatives de la vapeur et des gouttes d'eau sont calculées en utilisant respectivement le modèle CK et la théorie de Mie, dans les conditions thermohydrauliques typiques des accidents de réacteur. Les flux radiatifs s'expriment en fonction de flux conductifs couplés caractérisés par des conductivités radiatives associées aux champs de températures de chaque phase. Les puissances volumiques échangées par rayonnement entre les phases sont aussi calculées à partir de ce modèle.

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Simon, Nataline. « Développement des méthodes actives de mesures distribuées de température par fibre optique pour la quantification des écoulements souterrains : apports et limites pour la caractérisation des échanges nappe/rivière ». Thesis, Rennes 1, 2020. http://www.theses.fr/2020REN1B028.

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Les échanges entre les rivières et les nappes d’eau souterraine jouent un rôle essentiel dans le maintien des écosystèmes aquatiques. Or, leur caractérisation demeure difficile du fait de leur forte variabilité dans l’espace et dans le temps. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de thèse est de développer des méthodes actives de mesures distribuées de température pour quantifier la dynamique des interactions nappe/rivière. Après avoir établi une nouvelle approche pour évaluer la résolution spatiale des mesures de température, nous avons validé deux nouvelles méthodes d’interprétation permettant d’estimer de manière distribuée les flux d’eau et la conductivité thermique du milieu poreux. Les travaux, associant modélisations numériques et mesures expérimentales en laboratoire, montrent que les méthodes d’interprétation développées permettent d’estimer avec une excellente précision les écoulements et que la gamme de flux pouvant être investiguée est particulièrement large. Pour tester cette approche prometteuse, des expériences actives ont ensuite été réalisées sur le terrain dans deux environnements différents : d’abord dans un petit cours d’eau d’ordre 1 de tête de bassin versant, puis dans un fleuve s’écoulant le long d’une plaine alluviale. Ces applications ont démontré le fort potentiel des méthodes actives pour quantifier les écoulements à l’interface nappe/rivière et décrire leur variabilité spatiale et temporelle. La comparaison des résultats obtenus sur les deux sites a permis finalement de discuter la faisabilité, les apports mais aussi les limites de la méthode dans différents contextes hydrologiques
Groundwater/surface water interactions play a fundamental role in the functioning of aquatic ecosystems. However, their quantification is challenging because exchange processes vary both in time and space. Here, we propose an active distributed heat transport experiment in order to quantify the spatial and temporal variability of groundwater/surface water interactions. As a first step, we proposed a new approach to evaluate the spatial resolution of temperature measurements. Then, two interpretation methods of active-DTS experiments were developed and fully validated to estimate the distribution of porous media thermal conductivity and the groundwater fluxes in sediments. Based on numerical simulations and sandbox experiments, results demonstrated the potentiality of these methods for quantifying distributed groundwater fluxes with high accuracy. The large range of groundwater fluxes that can be investigated with the method makes specially promising the application of active experiments for many subsurface applications. Secondly, we conducted heat transport experiments within the streambed sediments of two different streams: in a first-order stream, then in a large flow-system located along an alluvial plain. These applications demonstrated the relevance of using active experiments to characterize the spatial complexity of stream exchanges. Finally, the comparison of results obtained for each experimental site allowed discussing the capabilities and limitations of using active-DTS field experiments to characterize groundwater/surface water interactions in different hydrological contexts

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Ifis, Abderrazzaq. « La nouvelle approche hybride MAX-FEM pour la modélisation thermomécanique des couches minces ». Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0044/document.

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De cette thèse, une nouvelle méthode éléments finis hybride MAX-FEM dédiée à la modélisation thermomécanique des structures avec couches minces a été développée. Cette nouvelle approche se base sur un couplage analytique-numérique de deux méthodes : les Développements Asymptotiques Raccordés (MAE) et la Partition de l'Unité (PUM). Ce couplage consiste à construire l'enrichissement de la PUM par MAE est mène à une forme corrigée de la méthode des éléments finis classique (FEM). Cette correction est obtenue à travers des matrices de correction contenant les informations géométriques et caractéristiques du matériau de la couche mince. Les matrices introduites par l'approche MAX-FEM simplifient son implémentation numérique sous différents codes de calculs (MATLAB, ABAQUS, ...) et permettent l'obtention de la solution globale en un seul calcul. Les résultats obtenus par la MAX-FEM pour des applications 1D et 2D thermomécaniques montrent une très bonne précision avec un temps de calcul minimal et sans raffinement de maillage. De plus, la MAX-FEM surmonte les limitations de la MAE ainsi que celle de la PUM en termes de nombre de calculs, de la sensibilité aux propriétés des matériaux, des conditions aux limites ainsi que l'intégration numérique. Finalement, l'approche MAX-FEM est exploitée pour le développement d'un nouveau protocole expérimental dédié à la caractérisation thermique des couches minces. Ce protocole vise l'identification, de manière simple, de la conductivité thermique de la couche mince après son élaboration et sous les deux régimes transitoire et permanent. L'approche consiste à confronter la nature du transfert thermique d'une éprouvette homogène à une contenant une couche mince. La différence relevée est directement liée à la conductivité thermique de la couche mince. Les résultats obtenus, après réalisation du banc d'essais, montrent une bonne précision de l'approche avec une méthodologie de mesure simple à mettre en oeuvre
This work introduces a new simplified finite elements method MAX-FEM based on hybrid analytical-numerical coupling. This method is intended to the multi-scales analysis of transient thermomechanical behavior of mediums containing thin layers such as bounded and coated structures. The MAX-FEM consists in correcting the classical Finite Elements Method (FEM) by correction matrices taking into account the presence of thin layers without any mesh refinement. The proposed correction is based on the analytical approach of Matched Asymptotic Expansions (MAE) and the numerical method of Partition of Unity Method (PUM). The developed approach can easily implemented under different numerical codes (MATLAB, ABAQUS, ...) and can be used to perform mechanical, thermal and thermomechanical analyses of 1D and 2D bounded and coated structures. The obtained results show a good accuracy with short computation time, and without any required mesh refinement. Also, the developed method overcomes the limitation of the MAE and PUM methods by exploiting the advantages of their coupling. Finally, the MAX-FEM approach was also used to develop an experimental test bench intended to the thermal characterization of thin layers. Indeed, a simple confrontation between the heat transfer in an homogeneous structure and a second structure with thin layer allows identifying the thermal conductivity in both transient and stationary regimes. The test bench is simple to release and the obtained results for brazed structure show a good accuracy of the developed approach

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Louarn, Sylvain. « Études expérimentales et simulation numérique d'un procédé thermique de séchage : application au traitement des boues ». Lorient, 2013. http://www.theses.fr/2013LORIS300.

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Dans une logique de valorisation globale des ressources, les boues issues des stations d’épuration urbaines, des activités industrielles et de l’agriculture sont en grande partie traitées via des filières de valorisation. Dans la majorité des cas les processus de valorisation imposent en amont une réduction significative de la quantité d’eau présente dans les boues. Dans les filières de traitement il existe donc généralement une première phase de séchage mécanique avant un séchage thermique qui doit permettre d’atteindre une siccité de 80%. Le niveau de déshydratation étant directement lié à l’énergie apportée aux produits il est nécessaire de développer un procédé de séchage à grande efficacité énergétique. L’objectif de cette thèse concerne le développement et la validation d’un outil numérique complet de dimensionnement d’un séchoir couplé à une pompe à chaleur. La mise en place d’une installation pilote au sein du LIMATB a permis d’établir les cinétiques de séchage de plaques de boue soumises à des apports de chaleur de type convectif et conductif. L’analyse et la comparaison des résultats expérimentaux permettent d’observer l’influence des paramètres opératoires (température, humidité et vitesse de l’air, température de contact) sur le temps de séchage et la déformation du produit. Une modélisation 1D des transferts couplés de chaleur et de masse est validée par diverses expérimentations. La prise en compte d’un coefficient de diffusion effectif, intégrant l’effet des crevasses, s’est avérée pertinente pour accéder aux évolutions des champs de température et de teneur en eau dans le produit. De nouveaux scenarii de séchage avec conditions d’air variable, et retournement du produit sont simulés. Ce modèle “produit” a ensuite été combiné à un modèle global de séchoir-tunnel multizone. Celui-ci intègre la circulation de la boue dans le séchoir et l’évolution des caractéristiques de l’air lors de son passage dans chaque zone. Des simulations permettent la prédiction en régime dynamique du taux de siccité du produit en fonction de conditions thermo-aérauliques fixées. En parallèle, un module de calcul complémentaire a été mise en œuvre pour effectuer le dimensionnement d’une pompe à chaleur
Within an approach of wastes global valorization, sludge generated by municipal, industrial and agricultural wastewater treatment plants is mostly re-used in valorization processes. In most of the cases, these recycling processes first make it necessary to reduce significantly the water content in upstream sludge. Generally, the first step of this type of process is a mechanical dewatering phase followed by a thermal drying phase in order to reach a dry content of 80%. As dehydration is directly linked to the amount of energy brought to the product, it is necessary to develop a high energy efficient drying process. This thesis focuses on developing and validating a complete numerical tool for designing a heat pump assisted sludge dryer. The experimental setup within the LIMATB lead to the establishment of the drying kinetics of sludge plates submitted to convective and conductive heat intakes. Thanks to the analysis and the comparison of experimental data, the impact of operating parameters (air temperature, humidity and velocity, contact temperature) on the drying time and the product deformation can be observed. A coupled heat and mass transfer 1D model is validated by various experiments. The taking into account of an effective diffusion coefficient, which integrates the influence of cracks, has been proven relevant to access to the evolutions of temperature and water content gradients in the product. New drying scenarios with variable air conditions and product flipping have been simulated. Then, this model has then been combined to a global multizone tunnel dryer model. It integrates the circulation of sludge in the dryer and the evolution of air characteristics as it goes through each zone. Simulations permit to predict the dry content as a function of the air conditions in dynamic regime. Meanwhile, an additional computing module has been developed with a view to designing the heat pump system

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Koprnicky, Jan. « Modèles de conductivité électrique pour lampes à décharge ». Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/171/.

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Cette thèse de doctorat est consacrée à la modélisation de décharges luminescentes pour la description de circuits électriques. L'objet n'est pas la modélisation du comportement interne d'un plasma, mais de sa conductivité équivalente. Les paramètres de la conductivité sont déterminés à partir des caractéristiques de tension et de courant de lampes à décharges. Ce modèle ne requiert aucune donnée technologiques de la part des fabricants de lampe. L'environnement Matlab/Matlab Simulink est utilisé pour le traitement de u(t); i(t), l'exécution des algorithmes d'identification et la simulation en termes de circuits électriques équivalents. Les résultats des simulations sont comparés avec les données mesurées. Le modèle de conductance est testé dans des simulations de lampes à décharge à basse et haute pression, alimentées par ballast magnétique
This Ph. D. Thesis deals with light discharges modelling for description of electric circuits. It is not modelling of internal behaviour of a plasma, but its equivalent conductivity. The parameters of conductivity model are determined from measured voltage and current characteristics of discharge lamps. This model does not require any technological data from lamp producers. The Matlab/Matlab Simulink is used for data processing of u(t); i(t), application of identification algorithms and electric circuits simulation. The simulated results are compared with measurements. The model is tested in simulations of low and high pressure discharge lamps in circuits with magnetic ballasts

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Mohammedi, Mehdi. « Modélisation en régime dynamique de structures d'habitation couplées a leurs équipements énergetiques ». Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2001. http://www.theses.fr/2001ECAP0710.

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L'objectif de cette étude est de mettre en place une bibliothèque de modèles en thermique du bâtiment. Il s'agit de mener à bien le couplage en régime dynamique d'un bâtiment aux équipements énergétiques associes. Notre contribution porte notamment sur la modélisation des phénomènes thermiques a l'intérieur d'une cellule d'habitation. Un couplage de la méthode zonale et de l'analyse intégrale au voisinage des parois est réalisé. L'air intérieur de la cellule est décomposé en plusieurs zones isothermes et des bilans de masse et d'énergie sont établis, en régime transitoire, pour chacune des zones. Les différents types de transfert convectif sont recensés et étudiés : transfert entre l'air intérieur et les parois, transfert entre strates d'air, transfert entre l'air intérieur et l'air de renouvellement, transfert entre l'émetteur et l'air intérieur. Les transferts conductifs à travers les parois et les transferts radiatifs intérieurs sont également pris en compte. Nous présentons par la suite le dispositif expérimental de l'étude ; les protocoles de validation sont décrits ainsi que les laboratoires d'essais : la salle de génie climatique dédiée au test d'émetteurs, le banc diaphragme destiné à la caractérisation de chaudières domestiques et l'immeuble expérimental ou des systèmes de chauffage aussi bien individuels que collectifs sont installés. Puis, les résultats de la phase de validation des modèles sont présentés et commentes. Les résultats de validation sont satisfaisants et l'importance des phénomènes de diffusion dans l'air est soulignée.

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Meksi, Olfa. « Contribution à la caractérisation numérique et expérimentale des échanges thermiques externes des machines électriques totalement fermées et non ventilées avec introduction des données d’incertitudes ». Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2367/document.

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Résumé :

En plus des aspects électrique, magnétique, vibro-acoustique et mécanique, les considérations thermiques doivent être prises en compte lors des phases de conception et d’optimisation des machines électriques. Ce mémoire se porte sur l’analyse et la simulation du comportement thermique des machines électriques Totalement Fermées et Non Ventilées (TFNV) et plus particulièrement sur le cas de la machine Synchro-réluctante (Synchrel), utilisée comme actionneur d’embrayage. Un modèle thermique détaillé (MTD), décrivant le comportement thermique de la machine Synchrel est conçu. Ce MTD proposé est construit grâce à une combinaison de la méthode à Constantes Localisées (CL) et d’une technique numérique de type Mécanique des Fluides Numériques (MFN). La première méthode est dédiée à la modélisation des transferts conductifs et radiatifs. La seconde permet de modéliser le mécanisme de refroidissement par convection naturelle autour de la machine Synchrel. Compte-tenu de l’importance du mode de refroidissement sur l’évolution des températures critiques, l’approche MFN peut apporter plus de précision. Par contre, elle nécessite des temps de calcul importants ce qui freine son utilisation. Afin de surmonter cette problématique, les résultats numériques obtenus pour des points de fonctionnement particuliers sont utilisés afin de définir des relations de corrélation analytiques. Cette analyse numérique est accompagnée d’une démarche expérimentale afin d’élaborer les corrélations expérimentales correspondantes. L’étude montre que les solutions numériques peuvent converger vers des solutions plus précises si l’on tient compte des données d’incertitudes introduites par cette approche. La deuxième problématique traitée est la détermination des Résistances Thermiques de Contact (RTCs) des machines électriques. Elles constituent des paramètres clefs dans la définition du MTD complet. La démarche de détermination des RTCs est basée sur deux approches d’identification paramétrique. La première est basée sur des observations expérimentales du comportement thermique de la machine. La seconde est basée sur une approche mathématique de réduction de modèle. Les valeurs déterminées sont cohérentes avec la littérature, bien que la machine Synchrel diffère en topologie, taille et puissance. En utilisant la corrélation d’origine numérique du phénomène de convection externe, le MTD complet est alors utilisé afin d’évaluer la variation de température due à l’erreur introduite par la MFN. En utilisant la corrélation expérimentale, le MTD complet est validé. Les approches d’identification paramétrique conduisent à la construction de deux modèles thermiques de second ordre de la machine. Ces modèles permettent la surveillance du comportement thermique du bobinage et du carter. Ces deux modèles simplifiés font montre d’une prédictibilité satisfaisante au regard de leur simplicité
In addition to electrical, magnetic, vibro-acoustic and mechanical aspects, thermal considerations must be taken into account during the design and optimization of electrical machines. This study focuses on the analysis and the simulation of the thermal behavior of Totally Enclosed Non Ventilated (TENV) electric machines, specifically a Synchro-reluctant motor (Synchrel) in the context of an automotive application : a clutch actuator. A detailed thermal model (MTD) describing the thermal behavior of the Synchrel machine is designed. This proposed MTD is based on a combination of the Lumped Parameter Thermal Network method (LPTN) and the Computational Fluid Dynamics (CFD) methods. The first method is dedicated to model the conductive and radiative heat transfers. CFD techniques are dedicated to model the cooling mechanism based on the natural convection around the Synchrel machine. Since the critical temperature is very sensitive to the cooling mode, the CFD approach is used in this study to provide more accurate results. On the other hand, it requires considerable computing time, which prevents its use in design studies based on optimization methods. In order to overcome this problem, only some numerical results obtained for particular operating points are used to define an analytical correlation based on the numerical calculation relations. This numerical analysis goes with an experimental approach in order to elaborate the corresponding experimental correlations. This study shows that numerical solutions can present a good accuracy, if uncertainty data introduced by this approach are taken into account. The second research problem addressed in this study is the determination of the Contact Thermal Resistances (RTCs), which are key parameters in the definition of the MTD. The determination procedure of the RTCs is based on two parametric identification approaches. The first one is experimental and based on some observations of the thermal behavior of the machine. The second one is based on a mathematical model reduction approach. The determined values are consistent with results from literature, although the Synchrel machine differs in topology, size and power. Using the numerical correlations, the MTD is used to evaluate the temperature deviation due to error terms introduced by the CFD approach. Then, using these experimental correlations, the MTD’s quality can be checked and approved. Parametric identification approaches lead to the construction of two secondorder thermal models of the machine. These models allow monitoring the thermal behavior of the winding and the casing. Both simplified models show satisfactory predictability with respect to their great simplicity

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Idoughi, Mohand Laïd. « Extraction de modèles thermiques simplifiés des machines électriques à partir d’un calcul du champ de températures ». Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112291/document.

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Résumé :

L’élévation de la température est l’un des principaux paramètres limitant la puissance nominale des machines électriques. La température atteinte au niveau des bobinages, peut avoir de graves conséquences sur le système d’isolation des enroulements et peut ainsi réduire la durée de vie des machines électriques. Le travail de recherche effectué dans cette thèse s’attache à l’extraction de modèles thermiques simplifiés permettant la prédiction des niveaux d’échauffement. Nous avons alors mis en place une démarche basée sur une méthode numérique (Finite Intgeration Technique) qui permet une identification naturelle des grandeurs du modèle thermique. Cette démarche nécessite d’homogénéiser le bobinage en le remplaçant par un seul matériau homogène équivalent permettant de reproduire le même comportement thermique du cas réel du bobinage. Pour ce faire, plusieurs techniques d’homogénéisation ont été employées. Nous nous sommes également intéressés aux différentes configurations des conducteurs dans l’encoche en vue d’obtenir une meilleure évacuation de la chaleur dans le bobinage des machines électriques. La démarche proposée dans ce travail a pout objectif d’obtenir des modèles thermiques simplifiés qui peuvent être réduit à un seul nœud pour calculer la température du point chaud. La validité des modèles est évaluée par comparaison aux éléments finis en considérant deux formes géométriques de l’encoche : une encoche simple puis une encoche de géométrie plus complexe que l’on retrouve dans une machine à commutation de flux
The temperature rise is one of the main parameters limiting the power of electrical machine. In fact in the stator windings the temperature rise decreases the performances of its insulation system and it can reduce the life time of the motors and it may even lead to the motor failure. Appropriate models of the windings are necessary to find the hot spot of the machine. The work proposed in this thesis focuses on the extraction of simplified thermal models in order to evaluate the temperature distribution. An approach based on a numerical method (Finite Integration Technique) has been developed allowing the identification of the thermal model parameters. As a first step the homogenization of the winding is necessary to obtain the thermal model of the stator slot which has a complex heterogeneous structure requiring careful modeling. The objective is then to replace the conductors and the resin by one homogenous material that reproduces a similar thermal behavior. Several homogenization techniques are used to determine the effective thermal conductivity of the composite material. We are also interested to study different configurations or distributions of the conductors in the slot to limit heat dissipation in the windings of electrical machines. The second part of this thesis presents a method, based on the Finite Integration Technique (FIT) for the discretization that gives us an equivalent thermal model allowing the evaluation of transient temperature evolutions in the slot with low calculation cost

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Recouvreur, Philippe. « Etude du comportement thermique d'un compartiment moteur automobile : modélisation et analyse système ». Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2371.

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Résumé :

L'objectif de cette etude est de montrer la faisabilite d'un bilan thermique d'un compartiment moteur donne. Pour cela, nous mettons au point une methode originale permettant d'apprehender cette enceinte dans sa globalite. Dans cette approche, le sous-capot est percu comme un assemblage d'elements simples interconnectes. Nos recherches s'orientent sur un vehicule de type megane equipe d'un moteur diesel a injection directe, mais la modelisation est suffisamment generique pour s'adapter a tous types de vehicule equipes de tous types de motorisation. Pour comprendre les mecanismes de transfert de chaleur, nous modelisons chaque composant par une methode nodale. Nous mettons ainsi en evidence quatre sous-systemes principaux : la boucle des gaz, le circuit de refroidissement, l'ecoulement d'air dans le compartiment moteur, le bilan radiatif et etudions leurs interactions. Une etude de sensibilite nous permet de mesurer le degre de confiance a accorder aux simulations. Le code de calcul est ensuite valide sur trois points de fonctionnement permettant le dimensionnement (regime stabilise). Un ensemble d'exemples nous montre l'utilite de ce logiciel pour des applications futures.

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Arnault, Axel. « Simulation et optimisation de l'intégration de matériaux à changement de phase dans une zone thermique ». Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/28549/28549.pdf.

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Guenoun, Smail. « Transfert thermique dans les dispositifs mécaniques soumis aux frottements : modélisation et expérimentation ». Paris 10, 2008. http://www.theses.fr/2008PA100196.

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Résumé :

Des outils analytiques, numériques et expérimentaux sont développés dans ce travail de thèse pour déterminer les températures et les paramètres de contact dans les solides soumis à l’échauffement par frottement. Il s’agit ici des machines tournantes où le frottement a lieu en périphérie, dans le sens de la rotation. Nous nous sommes intéressés à deux types de contacts : (i) bagues-rouleaux d’un roulement ; donc 3 cylindres à axes parallèles et (ii) disque-secteur; équivalent au contact balai-collecteur d’un générateur électrique. Pour la première configuration, nous proposons, d’une part, un modèle analytique pour déterminer le coefficient de partage de flux et les températures des 3 solides et, d’autre part, une modélisation numérique pour étudier les phénomènes de convection dans l’entrefer du roulement. Pour la seconde configuration, une expérimentation et des modélisations analytiques et numériques sont développées pour déterminer les températures, le partage de flux secteur-disque et les paramètres thermiques de contact. Ces derniers sont estimés par inversion de mesures. Nous présentons les évolutions des températures et du partage de flux pour les deux configurations étudiées et nous analysons les tendances en fonctions des paramètres physiques du problème. Nous proposons des corrélations pour le nombre de Nusselt associé à la convection dans la cavité formée par les bagues et les rouleaux du roulement. L’étude expérimentale, associée au modèle analytique développé pour le dispositif secteur-disque, a permis d’estimer le facteur de génération de flux (appelé également coefficient de partage intrinsèque) et la résistance thermique de contact à partir de mesures de températures réalisées dans le secteur et dans le disque
Analytical, numerical and experimental tools are developed in this thesis to determine the temperatures and the thermal contact parameters in solids subjected to frictional heating. This friction takes place I the periphery of rotating machines. We were interested in two types of contacts: (i) ring-rollers of a bearing; made of 3 cylinders with parallel axes and (ii) disc-sector; equivalent to the brush-collector contact of an electric generator. For the first configuration we propose, on the one hand, an analytical model to determine the heat partition coefficient and the temperatures of the 3 solids, and on the other hand, a numerical modeling to study the convection phenomena in the bearing gap. For the second configuration, an experimental study serve to complete the analytical and numerical models developed to determine the temperatures, the partition of heat flux at the sector-disc contact and the thermal contact parameters. This latter are estimated through inverse methods. We present the evolution of temperatures and the partition of heat flux for the two studied configurations and we analyze the tendencies observed as a function of the physical parameters involved. We propose correlations for the Nusselt number associated to the convection in the cavity formed by the rings and the rollers of the bearing. The experimental study, together with the analytical model developed for the sector-disc device, made it possible to estimate the intrinsic heat partition coefficient and the thermal contact resistance from the temperature measurements taken at different points of the sector and disc

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Montavon, Ghislain. « Etude expérimentale et modélisation heuristique de la formation d'un dépôt en projection thermique : : application à la mise en forme par projection thermique ». Besançon, 1995. http://www.theses.fr/1995BESAA001.

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Les travaux développés dans cette étude ont visé à étudier dans le cas d'une projection thermique les relations entre la morphologie de particules de poudre écrasées à la surface d'un subjectile, les caractéristiques finales des revêtements correspondants et les conditions opératoires (paramètres de projection, angle de projection, etc. ). Dans un premier temps, la morphologie de particules de poudre écrasées à la surface d'un subjectile poli a été déterminée d'une part par des facteurs de forme, se rapportant à un diamètre équivalent, un facteur d'élongation et un taux d'éclaboussure, et d'autre part par des mesures tridimensionnelles des profils. Le rendement de projection, le taux de porosité et la résistance à l'usure par érosion de revêtements épais ont été déterminés dans un second temps. Des modèles heuristiques simples, basés sur l'établissement de fonctions de transfert entre la distribution granulométrique de la poudre et la distribution des diamètres équivalents des particules écrasées ont été développées. Ils permettent de remonter la chaîne du processus de formation des revêtements.

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Idoughi, Mohand Laïd. « Extraction de modèles thermiques simplifiés des machines électriques à partir d'un calcul du champ de températures ». Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00664666.

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Résumé :

L'élévation de la température est l'un des principaux paramètres limitant la puissance nominale des machines électriques. La température atteinte au niveau des bobinages, peut avoir de graves conséquences sur le système d'isolation des enroulements et peut ainsi réduire la durée de vie des machines électriques. Le travail de recherche effectué dans cette thèse s'attache à l'extraction de modèles thermiques simplifiés permettant la prédiction des niveaux d'échauffement. Nous avons alors mis en place une démarche basée sur une méthode numérique (Finite Intgeration Technique) qui permet une identification naturelle des grandeurs du modèle thermique. Cette démarche nécessite d'homogénéiser le bobinage en le remplaçant par un seul matériau homogène équivalent permettant de reproduire le même comportement thermique du cas réel du bobinage. Pour ce faire, plusieurs techniques d'homogénéisation ont été employées. Nous nous sommes également intéressés aux différentes configurations des conducteurs dans l'encoche en vue d'obtenir une meilleure évacuation de la chaleur dans le bobinage des machines électriques. La démarche proposée dans ce travail a pout objectif d'obtenir des modèles thermiques simplifiés qui peuvent être réduit à un seul nœud pour calculer la température du point chaud. La validité des modèles est évaluée par comparaison aux éléments finis en considérant deux formes géométriques de l'encoche : une encoche simple puis une encoche de géométrie plus complexe que l'on retrouve dans une machine à commutation de flux.

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Li, Jianfei. « Modélisation de la formation des contraintes résiduelles dans les dépôts élaborés par projection thermique ». Besançon, 2006. http://www.theses.fr/2005BESA2061.

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Le principe de l'ensemble des procédés de traitement de surface par projection thermique est de former un dépôt protecteur sur les pièces à traiter afin de leurs conférer des propriétés de surface dont elles ne disposent initialement pas (résistance à la corrosion ou à l'usure, barrières thermiques, etc. ). Les dépôts élaborés étant créés par l'empilement de gouttelettes fondues projetées sur les surfaces à traiter, ils sont généralement soumis à des champs de contraintes apparaissant lors de leur élaboration. Ces contraintes peuvent notamment affecter leur adhérence et influencer leur temps de vie. Cette étude concerne donc la modélisation de la formation des contraintes résiduelles au cours de l'élaboration d'un dépôt. Ces contraintes ont deux origines principales qui sont : - l'apparition de contraintes de trempe lors de l'écrasement, la solidification et le refroidissement des gouttelettes individuelles. - la formation de contraintes thermiques lors du refroidissement de la pièce à température ambiante après élaboration du dépôt. Le logiciel SYSWELD spécialisé dans la modélisation de la formation des contraintes dans les procédés de soudage est utilisé dans cette étude. Les aspects thermiques jouant un rôle crucial sur la formation des contraintes, ils sont tout d'abord considérés. En particulier, l'influence des flux thermiques transférés à des pièces de formes diverses suivant différentes trajectoires est modélisée. Enfin, la modélisation de la formation des contraintes est abordée dans le dernier chapitre. Les cas de la formation de dépôts d'alumine et de molybdène sur un substrat d'acier sont plus particulièrement considérés. Les calculs montrent que le niveau de contraintes dans le dépôt peut être réduit en jouant sur des paramètres tels que le refroidissement en cours de projection
Thermal spray processes consist in elaborating a coating on a workpiece in order to protect it against corrosion, wear or thermal fluxes for example. Since the coatings are formed by the flattening and solidification of molten droplets sprayed on the surface, they are affected by residual stresses during their elaboration. This study is devoted to the modelling of the residual stresses formation during the coating elaboration. These stresses have two major contributions: - quenching stresses appearing during the flattening, solidification and cooling of individual splats. - thermal stresses appearing during the workpiece overall cooling down. The finite element SYSWELD software was used in the present study. It is specialized in the modelling of stresses induced during welding applications. Since thermal aspects play an important role in the formation of stresses for thermally sprayed coatings, they were first considered. The influence of thermal fluxes transferred to different shape workpieces using different trajectories is hence first presented. Moreover, the stresses formation modelling is presented in the last chapter. The cases of alumina and molybdenum coatings sprayed on a steel substrate are considered. Numerical results show that the overall residual stress level may be modified by using cooling devices during the coating elaboration

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Trigeol, Jean-François. « Identification des pertes dans une machine électrique par une approche thermique et à l'aide d'une technique inverse ». Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2295.

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L'étude consiste à identifier, par une approche thermique, les différentes pertes dans une machine électrique dont certaines - les pertes dans le matériau magnétique - sont actuellement mal maîtrisées. Pour cela, une machine asynchrone est instrumentée de capteurs de température. Cette machine est ensuite implantée sur un banc d'essais qui permet d'en effectuer les mesures thermiques, électriques et mécaniques. Parallèlement, un modèle thermique nodal fin est élaboré. Les transferts convectifs internes sont représentés à partir de résultats obtenus à l'aide d'un outil CFD. Un essai expérimental spécifique a permis la validation de ce modèle. Finalement, une technique inverse est appliquée afin d'identifier le montant des différentes pertes à partir des résultats expérimentaux obtenus dans des cas de fonctionnement qui diffèrent soit par le niveau de charge appliqué, soit par la nature ou le niveau de la tension d'alimentation, soit par le type de rotor employé
This study consists in identifying, with a thermal approach, the different losses in an electric machine, some of them - losses in the magnetic material - being at present ill-known. With this intention, an induction motor is equipped with thermal sensors. Then this machine is introduced in a test bench enabling us to execute thermal, electrical ant mechanical measures. At the same time, a refined nodal thermal model is elaborated. The internal convective transfers are represented from results obtained with the help of a CFD tool. A specific experimental trial brought us to validate this model. Finally, an inverse technique is applied to identify the amount of the various losses from the experimental results obtained in operating cases differing either in the applied load level, or in the nature or the value of the power supply voltage, or in the type of the used rotor

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Berour, Nacer. « Modélisation du transfert de chaleur par rayonnement, conduction et convection : Application aux fours verriers ». Nancy 1, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2005_0152_BEROUR.pdf.

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Résumé :

Ce mémoire de recherche porte sur l'étude des transferts de chaleur couplés associant rayonnement, conduction et convection. Les milieux semi-transparents, non gris, portés à haute température sont étudiés. Une description fine de la physique des phénomènes mis en jeux, nous a conduits à développer plusieurs modèles numériques applicables à de tels matériaux. La résolution de l'équation du transfert radiatif (ETR), des équations de Navier-Stokes et du bilan d'énergie est menée grâce à la méthode des volumes finis (MVF). Le recours a une quelconque solution analytique est impossible compte tenu de la complexité des problèmes considérés. Toutefois, l'emploi de méthodes numériques implique le choix d'un certain nombre d'approximations nécessaires à la reformulation du problème réel. Que ce soit pour la résolution de l'ETR ou pour les équations de transport, nous avons testés, développé et comparé plusieurs relations de fermeture. La précision et la stabilité de convergence constituent les critères de choix de ces techniques. Dans le cadre de cette étude des transferts de chaleur couplés, un nouveau schéma de différentiation pour l'ETR et une version modifiée du schéma QUICK pour les équations de transport, s'avèrent être les plus efficaces. Les codes de calculs réalisés lors du travail de thèse ont été employés pour simuler le chauffage de bain de verre en fusion. Un modèle complet décrivant le fonctionnement d'un four float, du chargement de la matière première à l'évacuation du verre affiné, achève le mémoire
Study of coupled heat transfer through radiation, conduction and convection has been carried out and detailed in this PhD memory. Non grey semitransparent media at high temperatures are studied. Acute description of involved physical phenomena leads us to develop several numerical methods for such materials. Radiative heat transfer equation (RTE), Navier-Stokes equations and energy balance are solved with the finite volume method (FVM). Analytical solutions cannot be considered for such problems owing to their complexity. Besides numerical treatment induces necessary approximation in order to rewrite characteristical equations describing the real problem. In the case of RTE modelling a new differencing scheme has been proposed, on the other side Navier-Stokes transport equations are solved with a modified QUICK scheme. Both techniques ensure efficient modelling. The achieved simulation codes have been used for glass melting process description. An enhanced model describes a float glass furnace behaviour, from the material feeding to the refined glass extraction

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Tonon, Claire. « Modèle de comportement des revêtements de contrôle thermique en environnement spatial simulé ». École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007), 2000. http://www.theses.fr/2000ESAE0014.

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Maranzana, Gaël. « Modélisation thermique des composants électroniques de puissance par la méthode des quadripôles ». Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2003_MARANZANA_G.pdf.

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Le contrôle thermique est un point clef de la conception des équipements électroniques. En effet les caractéristiques de fonctionnement des composants et la fiabilité des systemes dépendent fortement de la température. Nous avons développé un outil de modélisation des transferts de chaleur dans les composants électroniques de puissance qui permet d'optimiser leur structure d'un point de vue thermique. Ses performances en terme de temps de calcul permettent cette optimisation sans avoir recours à des modèles réduits. La méthode ne nécessite pas de maillage de la structure et son caractère analytique en fait une méthode adaptée à la caractérisation expérimentale des composants. Le premier chapitre est consacré à la mise en place des outils de modélisation thermique de structures à géométrie multibloc, c'est-à-dire de structures composées d'empilements pyramidaux de blocs parallélépipédiques, géométries caractéristiques des composants électroniques de puissance. Le deuxième chapitre est centré sur la validation et l'estimation des performances de la méthode. La simulation thermique d'un module IGBT (lnsulated Gate Bipolar Transistor) est réalisée. Une procédure de conception optimale d'un diffuseur est proposée. La faisabilité de la prise en compte par la méthode des quadripôles thermiques du couplage entre un canal fluide et ses parois solides, ou de la modélisation d'un radiateur à ailettes, est également démontrée. Le troisième et dernier chapitre est consacré à la mise au point d'outils de caractérisation d'empilements, de métrologie de température sur les IGBTs et de fluxmètrie par conduction inverse. Une procédure de mesure de température sur la surface d'un composant est également mise au point. La mesure est réàlisée par thermographie infrarouge, phosphorescence induite U. V. Et par l'intermédiaire d'un paramètre thermosensible afin de procéder à la cartographie des emissivités. La perspective d'utiliser un composant électronique comme fluxmètre est également envisagée.

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Mezani, Smaïl. « Modélisation électromagnétique et thermique des moteurs à induction, en tenant compte des harmoniques d'espace ». Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2004_MEZANI_S.pdf.

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Résumé :

Ce travail s'intéresse à l'étude des comportements électromagnétique et thermique du moteur à induction. Un état de l'art, où les méthodes courantes de modélisation électromagnétique et thermique du moteur à induction sont abordées, est d'abord dressé. Un modèle électromagnétique qui utilise la résolution par éléments finis 2D des équations du champ, en adoptant la représentation complexe, est développé. La prise en compte du mouvement du rotor par le couplage des champs dans l'entrefer, pour chaque harmonique d'espace, se fait par la méthode du double entrefer. Le principe de superposition permet de déterminer la solution finale. Afin de traiter les problèmes non linéaires, nous avons proposé une approche qui permet d'introduire des réluctivités équivalentes. Nous avons supposé que la saturation est due au seul premier harmonique d'espace. Un modèle thermique utilisant la méthode nodale est élaboré. La machine est découpée en 11 blocs élémentaires de forme cylindrique; le modèle global de la machine est composé de la juxtaposition des circuits thermiques correspondant à chaque bloc. Un couplage, au sens faible, des modèles électromagnétique et thermique est réalisé pour une détermination plus fine de la distribution de la température dans le moteur. Dans la phase de validation de nos calculs, nous avons conçu un banc d'essais qui permet des mesures spécifiques du couple et des températures. Les résultats des calculs, comparés aux mesures effectuées, sont satisfaisants
This work is interested in the study of the electromagnetic and thermal behaviors of the induction motor. A state of the art is initially drawn up, where we have presented and discussed the current methods dealing with electromagnetic and thermal modeling of induction motors. An electromagnetic model, that uses the 2D complex finite element method to solve the field equations, is developed. The rotor movement is accounted for by coupling the air gap field, for each space harmonic, using the double air gap method. The superposition principle permits the determination of the final solution. To deal with non linear problems, an approach that introduces equivalent reluctivities, is proposed. We have assumed that the saturation is only due to the first space harmonic. A thermal model is elaborated by using the nodal method. The machine is cut up into 11 cylindrical lumped elements, the thermal model represents the juxtaposition of these lumped elements. The electromagnetic and thermal models are, weakly, coupled together for a more precise determination of the temperature distribution inside the motor. Ln the validation phase of our work, we have designed a test bench that allows specific torque and temperature measurements. The comparison of the calculations and the measurements is satisfactory

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Jacquin, Dimitri. « Modélisation de l'histoire thermomécanique des zones soudées en Friction Stir Welding : application à la prévision des microstructures ». Saint-Etienne, EMSE, 2009. http://www.theses.fr/2009EMSE0001.

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Un modèle simple de simulation thermomécanique en trois dimensions du procédé de soudage par Friction Stir Welding est proposé dans cette présente thèse. Ce modèle a été développé en s'inspirant des travaux réalisés par Heurtier, basés sur une combinaison de champs de vitesse analytiques et numériques issus de la mécanique des fluides. Ces champs de vitesse sont introduits dans une équation thermique, en régime stationnaire, pour calculer le champ de température pendant le soudage. L'histoire thermomécanique complète du matériau pendant le process est disponible sous forme de ligne d'écoulement et de champ de température. Les effets de conduction et de convection sont pris en compte dans les équations en introduisant la formule de la dérivée particulaire. Un nouveau formalisme est introduit afin de mieux simuler les aspects thermiques du frottement de l'épaulement en sous-surface des tôles de métal. On peut estimer les déformations, les vitesses de déformation et les températures d'une particule de matière le long de sa ligne d'écoulement pendant le soudage. Les résultats obtenus sont en bonne adéquation avec les mesures expérimentales réalisées sur des tôles d'aluminium AA7449 et AA 2024 soudées en Friction Stir Welding conventionnel. Une rhéologie précise de ces deux alliages a été effectuée pour ces deux nuances. Le modèle de recristallisation dynamique continue de Montheillet-Gourdet a été utilisé pour valider le modèle thermomécanique en comparant les tailles de grain estimées avec celles mesurées sur des joints soudés
A simple three dimensional thermomechanical model for FSW is presented. It is developed from the model proposed by Heurtier based on a combination of fluid mechanics numerical and analytical velocity fields. Those velocity fields are introduced in a steady state thermal calculation to compute the temperature field during the welding. The complete thermomechanical history of the material during the process can then be accessed by temperature and strain rate contours. Thermal diffusion and convection effects are accounted for by means of the particular derivative formula. A new formalism is introduced to better simulate the thermal effect of the shoulder on the upper surface of the metal sheet. The strains, strain rates and temperatures to which each element of the base metal is subjected as a function of time during the welding, is computed by integration along the flow lines. The calculated results are in good agreement with experimental measurements performed on a AA2024-T3 alloy friction stir welded joint. An additional microstructural modelling based on the Gourdet-Montheillet CDRX modelling is use to validate the first thermomechanical model

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Beaubert, François. « Simulation des grandes échelles turbulentes d'un jet plan en impact ». Nantes, 2002. http://www.theses.fr/2002NANT2022.

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Ce travail concerne l'étude d'un jet plan turbulent en impact par simulation des grandes échelles turbulentes. Le jet plan en impact est très largement utilisé dans le milieu industriel et couvre des domaines d'application aussi variés que les procédés de fabrication et de traitement des matériaux, le refroidissement ou le réchauffement de surface. Le contexte de cette étude concerne plus particulièrement l'écoulement du jet plan utilisé comme séparateur d'ambiances climatiques ou comme élément de sécurité pour la prévention et la protection de pollution gazeuse ou solide. Une méthode numérique hermitienne, à pas fractionnaire est utilisée pour résoudre les équations de Navier-Stokes incompressibles. La fermeture des équations filtrées repose sur le concept de viscosité turbulente. .
This work deals with the study of a plane turbulent impinging jet using large eddy simulation. Plane impinging jets are widely used in the industrial domain ; they find many applications in the processing and manufacturing of materials and in the heating and cooling of surfaces.

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Humbert, Laurent. « Modélisation thermique et cinétique du vapocraquage de mélanges gazeux légers ». Aix-Marseille 3, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX30005.

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Résumé :

Ce mémoire décrit la mise au point et l'utilisation d'un modèle de four de vapocraquage dans le but d'optimiser les conditions de marche industrielle. Le formalisme développé est un modèle de connaissance basé sur les lois de transfert thermique et d'hydrodynamique et sur un schéma cinétique simplifié des réactions de craquage. Il intègre également tous les paramètres liés au cokage des tubes, phénomène subi qui limite la durée des runs et pénalise la sélectivité de l'opération. Le premier chapitre fait le point sur la bibliographie du sujet et les outils actuellement existants. Une première version du modèle avait été mise au point pour un ancien type de four. .
This memo describes the development of a steam-cracking furnace model to optimise furnace operating conditions. The model is a knowledge model using heat transfer laws, pressure drop equation and simplified kinetic reactions scheme. The coking model and its effects on furnace operations are taken into account in model. Coke is the principal constraint which reduces run length and decreases the selectivity of steam cracking operations. The first part of this report describes the literature and the existing tools. It presents also the version developed for Lavera old horizontal gas furnaces cracking. The second part is development, tuning and validation of the model for new vertical furnaces. The kinetic scheme from the previous version has been tuned by little adjustment of the kinetic constants. Heat transfer, pressure drop and coking models are updated with new laws to improve the results of the models and to take into account of the new technology of the furnace. Then, the model has been tuned on a large set of industrial data and validated following a sever procedure before use in simulation. Applications of the model, which are the justification of the work progressed, are described in the third part. The first application is to follow actual runs to check the running conditions of the furnace and to detect as soon as possible any unexpected event. The second application is optimisation of turn operating conditions to improve the benefit of the plant. .

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Leroy, Valérie. « Contribution à la modélisation des feux de forêts : Cinétique de dégradation thermique et Cinétique de combustion des végétaux ». Corte, 2007. http://www.theses.fr/2007CORT4003.

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Résumé :

Les travaux de modélisation des feux de forêts menés sur le plan international montrent que la problématique liée à la chimie des végétaux en condition de feu était mal connue. L’objectif de cette thèse était donc d’apporter une contribution à la compréhension de : la cinétique de dégradation thermique des végétaux, la cinétique de combustion des gaz émis lors de la pyrolyse. La dégradation thermique de végétaux méditerranéens a été étudiée par thermogravimétrie. L’utilisation d’une méthode cinétique hybride a apporté des connaissances sur la quantification de la perte de masse et le modèle cinétique de dégradation thermique des combustibles. D’autre part, la combustion d’un mélange CH4/CO/CO2 a été étudiée dans un réacteur auto-agité par jets gazeux. Nous avons développé, dans un premier temps, un mécanisme squelettique à partir d’un mécanisme cinétique détaillé connu traduisant l’oxydation du méthane. Puis, l’application de l’AEQS a abouti à un mécanisme réduit comprenant 4 réactions globales. Ce mécanisme réduit peut désormais être introduit dans un code de simulation plus vaste d’écoulement réactif
On the international plan, the works of forest fires modelling show that the chemistry of lignocellulosic fuels, in fire condition, was badly know. The scope of this pHD thesis was to bring a contribution to the understanding of : Thermal kinetics degradation of plants,Combustion kinetics of gases emitted during the pyrolysis. The use of a hybrid kinetic method brought knowledge on the quantification of the mass loss during degradation, and the kinetic model of thermal degradation of fuels. On the other hand the combustion of a mixture CH4/CO/CO2 was studied in a perfectly stirred reactor. At first, a skeletal mechanism was developed from a detail known mechanism of methane oxidation. In a second time, the application of steady state assumption ended a reduced mechanism including only 4 global reactions. The reduced mechanism can be henceforth introduced in a computational fluid dynamic code

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Roser, Robert. « Modélisation thermique de bouilleurs à tubes horizontaux : étude numérique et validation expérimentale ». Aix-Marseille 1, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX11063.

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Résumé :

Ce travail porte sur le dimensionnement thermique des bouilleurs a tubes horizontaux avec evaporation extra-tubulaire equipes de tubes lisses. Les methodes utilisees actuellement presentent une grande incertitude, aussi bien en ce qui concerne les correlations d'evaluation du coefficient d'echange au niveau d'un tube, que pour la modelisation de l'ecoulement diphasique a l'echelle du bouilleur. L'objectif du present travail est de contribuer a l'amelioration de ces methodes de dimensionnement. Il comprend une etude experimentale sous des conditions representatives des principales applications de ces appareils : un hydrocarbure (du n-pentane) circulant a faible flux massique. Cette etude a permis d'analyser la structure de l'ecoulement local par des mesures du taux de vide, et de developper sur cette base des correlations de prediction du taux de vide, de la perte de pression par frottement et du coefficient d'echange thermique. L'approche adoptee est originale, du fait que ces correlations utilisent la vitesse du liquide a l'aire de passage minimale entre les tubes comme variable caracterisant les effets hydrodynamiques sur la perte de pression par frottement et le coefficient d'echange. Ces correlations se montrent nettement mieux adaptees que celles qui sont proposees dans la litterature, qui sont une transposition empirique des methodes utilisees pour les ecoulements a l'interieur d'un tube. Par ailleurs, une nouvelle application du code de calcul mc3d a ete developpee dans le cadre de ce travail, integrant les correlations developpees dans l'etude experimentale et permettant de modeliser l'ecoulement diphasique au niveau du bouilleur, ce qui represente un progres important par rapport aux methodes simplifiees utilisees dans la pratique.

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Chahboune, Abderazak. « L'isomérisation du polyacétylène-cis au sein d'un film du polyacétylène-(cis,trans) sous l'impact d'un faisceau laser : modélisation cinétique et thermique ». Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20093.

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Le polyacetylene (pa) est un polymere organique est susceptible de conduire le courant electrique sous l'action d'un chauffe ou/et un dopage. Nous avons analyse les isothermes d'isomerisation du pa c i s soit %cist(t) avec t = t i = c t e (i = 1,, n) : - cinq isothermes t i (i = 1,,5) (>130\c) obtenues par la retrodiffusion raman-stokes, due a l'impact d'un laser pulse sur le film du pa avec la detection multicannale. - six isothermes t i = (i = 1,,6) (75\c t i 115\c) obtenues a tokyo par la spectrometrie ir a balayage de frequence. Cet analyse a mis en evidence la nature dispersive du film revelee par la conversion du pa c i s en pa t r a n s (ctrw) qui est une reaction chimique structurale et majeure permettant le passage de l'isolant au semi-conducteur. La determination des constantes a ete elaboree par des methodes optimales. Ces constantes %cis(0), d, e 0, 0 decrivant l'activation de la reaction et son deroulement. L'etude des isothermes de tokyo a permis en plus de decouvrir un equilibre a l'infini par la mise en evidence d'une quantite du pa c i s non isomerisable cni ou %cist() fonction de la temperature. Cet equilibre entre un site contenant le cni et celui contenant le trans issue de l'isomerisation est caracterise par deux constantes h 0 0 et s 0 0.

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Saunier, Sébastien. « Influence d'un gradient thermique sur le frittage d'alumines : approche expérimentale, modélisation et simulation numérique ». Saint-Etienne, EMSE, 2006. http://www.theses.fr/2006EMSE0004.

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Avec le développement des nouveaux procédés de frittage, les cycles thermiques sont de plus en plus rapides. De tels cycles thermiques entraînent le développement de gradients thermiques au sein du matériau. Se pose alors la question des conséquences de ces gradients sur la frittabilité des matériaux. Dans ce cadre, cette étude a pour objectif d'apporter une meilleure compréhension du rôle des gradients de température au cours du frittage de l'alumine. Pour cela, un four a été mis au point. Grâce à ce four, les effets d'un gradient thermique ont pu être étudiés indépendamment d'une vitesse de chauffe rapide. Des comparaisons ont été faites entre frittage conventionnel et frittage sous gradient thermique (pour une même vitesse de chauffe et une même période isotherme). Les résultats expérimentaux ont montré qu'un gradient thermique appliqué dans le stade initial du frittage conduit à un retard de chute de surface spécifique et au final à un accroissement de la densification. De plus, il a été montré qu'un gradient thermique appliqué au début du frittage peut modifier la mobilité des impuretés. Si le gradient thermique est appliqué dans les stades intermédiaire et final du frittage, il conduit à d'importants changements dans les caractéristiques du matériau final : une augmentation de la densification et une réduction de taille moyenne des grains s'opèrent simultanément. Ces résultats ont été corrélés au développement de contraintes dans le matériau. A partir de ces considérations et des caractéristiques des poudres étudiées, un modèle de frittage a été développé (type bingham). Les simulations effectuées à partir de ce modèle montrent, contrairement au modèle classiquement utilisé pour décrire le frittage (modèle newtonien), une bonne adéquation avec les résultats expérimentaux
With the development of the new sintering processes, thermal cycles become more and more shorter. Such thermal cycles lead to thermal gradients development into the sample. Then, a question can be asked : What are the consequences of these gradients on material sinterability. Within this framework, this study aims to bring a better understanding of the temperature gradient effects on alumina sintering. For that, a furnace was developed. Thanks to this furnace, the effects of a thermal gradient have been investigated independently of a fast heating rate. Comparisons were performed between sintering with and without thermal gradient (for the same heating rate and same annealing period). Experimental results showed that a thermal gradient applied in the initial stage of sintering conducts to a delay of the specific surface area drop and finally to an increase of densification. Moreover, it was shown that a thermal gradient applied at the beginning of sintering can modify the impurities' mobility. If the gradient is applied during the intermediary and final stage of sintering, it leads to important changes in the characteristics of the final material : an increase of densification and a reduction of the average particle size occur simultaneously. These results were correlated with the development of internal stresses in the material. From these considerations and characteristics of the studied powders, a model of sintering was developed using bingham-like constitutive equations. The simulations carried out starting from this model showed, contrary to the model classically used to describe sintering (newtonian model), a good adequacy with the experimental results

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Mokhtari, Hatem. « Simulation de la perturbation thermique dans un câble coaxial : proposition d'un nouveau type de capteur de température ». Metz, 1992. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1992/Mokhtari.Hatem.SMZ923.pdf.

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Résumé :

Nous avons étudié la propagation du mode coaxial TEM dans un câble coaxial soumis à un gradient linéaire de température en utilisant deux modèles numériques différents, à savoir : la méthode des différences finies et le programme de simulation Pspice. Le premier modèle numérique nous a permis de concevoir un capteur de température car la méthode des différences finies est peu coûteuse pour le calcul de l'atténuation et du déphasage qu'introduit le câble coaxial de différentes longueurs. Le programme de simulation a été utilisé à titre comparatif avec la première méthode. Dans ces deux modèles le câble coaxial est remplacé par une série de quadripoles linéaires en cascade dont les paramètres primaires, la résistance et l'inductance linéiques en occurrence, sont variables avec la distance longitudinale. Ainsi, différentes grandeurs, telles que les atténuations ou les déphasages, sont calculées en utilisant ce modèle de discrétisation. Le capteur de température que nous avons développé se base sur des calculs numériques similaires aux équations de récurrence préalablement citées
We have studied the propagation of the TEM coaxial mode in a linear temperature gradient along the whole transmission line by means of two different numerical methods namely, the finite difference method and a PSpice simulation program model. The first numerical method allowed us to design a new temperature sensor because the finite difference method is a costless procedure for the computation of the attenuation and phase along the coaxial cable of different lengths. The simulation program has been used as a comparing method with the finite difference method. In both numerical models, the whole coaxial cable is considered as a cascaded linear quadripoles whose general primary parameters, resistance and inductance per unit length especially, increases with the longitudinal distance. Different parameters such as attenuation or phase are computed using a recurrent model equations taking into account the temperature variations. The temperature sensor uses also a similar recurrent equation model

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Lafon, Jean-Philippe. « Synthèse, stabilité thermique et frittage d'hydroxyapatites carbonatées ». Limoges, 2004. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/01944990-650e-4d4b-8a6b-6fb386bd453c/blobholder:0/2004LIMO0007.pdf.

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Des hydroxyapatites carbonatées de type B (substitution d'ions carbonate en site B type "phosphate") monophasées Ca10-xx(PO4)6-x(CO3)x(OH)2-xx (avec 0 £ x £ 2) ont été synthétisées par précipitation en milieu aqueux dans des conditions de pH et de température contrôlées, dans le but d'élaborer des substituts osseux. Le taux d'ions carbonate dans l'apatite est contrôlé par le rapport carbonate/phosphate (C/P) en réactifs et croît avec ce dernier. Les poudres restent monophasées de structure apatitique tant que le rapport C/P en réactifs n'excède pas 1. Au-delà de cette valeur, la synthèse mène à un précipité biphasé CaCO3 / apatite carbonatée. La décarbonatation sous des atmosphères mettant en jeu des pressions partielles en H2O / CO2 / Ar est gouvernée par un équilibre thermodynamique bivariant. Il implique une solution solide apatitique à deux constituants et une phase secondaire de calcite CaCO3 ou de chaux CaO. Bien que catalysée par la présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère, la décarbonatation ne dépend thermodynamiquement que de la pression partielle de CO2 et de la composition initiale de l'apatite. Parallèlement, mais indépendamment de l'équilibre de décarbonatation des sites B, les sites A (type "hydroxyde") sont susceptibles de se (dé)carbonater et / ou de se (dés)hydroxyler en fonction de la température et des pressions partielles d'H2O et de CO2 selon un système trivariant de deux équilibres entre trois constituants d'une solution solide apatitique. L'utilisation d'une atmosphère de frittage sous pression partielle de gaz carbonique stabilise les apatites carbonatées jusqu'à des températures permettant la densification des matériaux avant leur décomposition. Les diverses compositions synthétisées ont pu être densifiées à plus de 95%. La température de frittage est abaissée lorsque le taux de carbonatation en site B augmente, mais, elle s'élève lorsque la carbonatation des sites A s'accroît. La présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère, en limitant la carbonatation des sites A, favorise la densification des matériaux
Single-phased B-type carbonated apatites (substitution of phosphate ions by carbonate ions) Ca10-xx(PO4)6-x(CO3)x(OH)2-xx (with 0 £ x £ 2) were synthesised by precipitation in aqueous media with regulated pH and temperature conditions, in order to produce bone substitutes. The ratio of carbonate substitution in the apatite was controlled by the carbonate to phosphorus (C/P) molar ratio of reagents and increased with it. Powders were single phased of apatitic structure if (C/P) did not exceed 1. For higher values, the synthesis led to a biphasic precipitate CaCO3 or CaO and apatite. The decarbonatation reaction under partial pressures of water vapour, CO2 and inert gas was governed by a bivariant equilibrium. It implies an apatitic solid solution made of two constituents and a secondary phase of CaCO3 or CaO. Thermodynamically, the decarbonatation reaction depended only on the partial pressure of CO2 and on the initial composition of the apatite. However, the reaction is catalysed by water vapour. In the same time but independently of the B sites decarbonatation equilibrium, depending on the temperature, partial pressures of CO2 and H2O the A sites ("hydroxide" sites) can loss or gain carbonate or hydroxide ions according to a trivariant system of two equilibria between three constituents of an apatite solid solution. A partial pressure of CO2 in the sintering atmosphere allowed to prevent the decarbonatation of the B sites at temperatures authorizing the densification of the materials. So, the different compositions synthesised in this study could be densified beyond 95%. The sintering temperature decreased when the carbonate substitution ratio in B sites of the apatite increased, but raised when the carbonate substitution ratio in A sites augmented. The presence of water vapour in the sintering atmosphere enhanced the sintering by inhibiting A sites carbonatation

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Menetrier, Cédric. « Modélisation thermique appliquée aux bassins sédimentaires : Bassin de Paris (France) et Bassin de Sabinas (Mexique) ». Nancy 1, 2005. http://www.theses.fr/2005NAN10205.

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Résumé :

L'objectif de cette thèse est d'étudier la thermicité de bassins sédimentaires et notamment l'effet de la géodynamique sur l'évolution thermique de la matière organique via le flux de chaleur. Trois bassins sédimentaires évoluant dans des contextes géodynamiques différents ont été étudiés: le bassin molassique suisse (bassin d'avant-pays), le bassin de Paris (bassin intraplaque) et le bassin de Sabinas (cadre géodynamique mixte). L'approche suivie repose sur l'utilisation de modèles thermiques de bassins permettant de simuler l'évolution des marqueurs organiques de thermicité utilisés pour contraindre les modèles. Une attention particulière a été portée à l'étude de la cinétique d'évolution des biomarqueurs (rapports d'isomérisation des hopanes et des stéranes). L'étude de la thermicité dans le bassin molassique suisse a permIs de valider l'utilisation des biomarqueurs pour la reconstruction de l'histoire thermique des bassins, et les résultats obtenus sont en accord avec l'hypothèse d'une anomalie thermique fin Jurassique début Crétacé. L'étude de la thermicité du bassin de Paris intègre à la fois les dépôts mésozoïques et paléozoïques (bassin Sarro-Lorrain) et est basée sur divers marqueurs de thermicité. Les résultats obtenus montrent que l'hypothèse d'un flux de chaleur élevé au Permien (extension régionale), puis décroissant jusqu'à l'actuel (relaxation thermique de la lithosphère) permet d'expliquer les profils de maturité observés. Au cours du Mésozoïque, le flux de chaleur n'a pas été affecté par les différents évènements géodynamiques ayant touché cette région, à l'inverse de ce qui a été observé dans le bassin molassique suisse. Durant le Mésozoïque, le flux de chaleur a été plus faible sur la partie est du bassin que dans le centre. Les simulations réalisées mettent également en évidence que l'essentiel de l'érosion ayant affecté l'est du bassin de Paris serait antérieur à l'augmentation du flux de chaleur lié au rifting oligocène, responsable des hautes valeurs de flux de chaleur observées sur l'est du bassin. L'histoire thermique du bassin de Sabinas a été étudiée en se basant sur la réflectance de la vitrinite. Diverses hypothèses ont été retenues, et celle incluant une anomalie thermique liée à une phase de subduction pourrait expliquer les niveaux de maturité (fenêtre à gaz) observés dans ce bassin. Il apparaît donc que seuls les évènements géodynamiques majeurs et affectant directement un bassin sont susceptibles d'influencer l'évolution du flux de chaleur et donc la maturation de la matière organique.

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Maliwan, Kittinan. « Modélisation de l'action des vibrations sur les écoulements de convection thermique ou solutale en milieux poreux ». Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30137.

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Résumé :

Ce travail porte sur l'étude théorique de la naissance de la convection thermique ou thermosolutale bidimensionnelle induite simultanément par la gravité et par les vibrations verticales de hautes fréquences et de faibles amplitudes en milieux poreux. La géométrie considérée est de type "Rayleigh-Bénard" avec les conditions aux limites de parois rigides ou de parois libres. Le modèle de Darcy-Brinkman a été choisie pour tenir compte des effets de diffusion visqueuse près des parois. Les écoulements convectifs résultant de la présence d'un gradient de température ou de concentration et de vibrations sont modélisés par les équations moyennées dans le cadre de l'approximation d'Oberbeck-Boussinesq. La stabilité linéaire de la solution d'équilibre est ensuite étudiée. Dans la première partie de cette thèse, nous avons considéré le cas d'un fluide simple saturant le milieux poreux avec des conditions aux limites de parois rigides. Les paramètres critiques ont été trouvés par la méthode de Galerkin. Dans le cas des faibles nombres de Darcy, nous avons aussi obtenu la relation analytique à partir de l'analyse asymptotique. Notre étude a montré que les oscillations verticales ont un effet stabilisant. Une étude de la stabilité faiblement non linéaire a également été réalisée dans le cadre des très faibles nombres de Darcy. Dans la deuxième et dernière partie, nous avons étudié la naissance de la convection dans le cas d'un fluide binaire avec les conditions aux limites de parois libres. Une étude de stabilité linéaire et faiblement non linéaire a été effectuée dans le cas des très faibles nombres de ĳarcy. Nous avons obtenu pour cette configuration des relations analytiques donnant les paramètres critiques pour la bifurcation stationnaire et instationnaire. Les résultats obtenus ont aussi été comparés avec ceux trouvés en l'absence de vibration
The present work, we study analytically the effect of the action of high-frequency vertical vibration on the onset of the convective motion in mono and multi-component fluids in porous media. The geometry considered is a "Rayleigh-Bénard" configuration. Generalized Darcy-Brinkman mathematical model is taken into account to describe convective flows. In the framework of Oberbeck-Boussinesq approximation, the induced convective motion due to temperature field or concentration field in the presence of gravitational and vibrational fields are studied by using time-averaged method. In the first part of this work, the case of porous media saturated by pure fluid is considered. The critical parameters are found by applying Galerkin method. The asymptotic analysis is also performed to obtain an analytical relation in the case of small Darcy numbers. It is shown that high-frequency vertical vibration can delay convective instabilities and, in this way, reduce the convective flow. In the case of very small Darcy numbers, the weakly non-linear analysis is then carried out to obtain an expression for Nusselt number. .

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Wang, Hao. « Contribution à l'étude thermique des contacts périodiques solide-solide ». Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPL040N.

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Cette étude est consacrée aux modélisations analytique et numérique du phénomène de contact thermique périodique entre deux surfaces solide-solide. En particulier, nous utilisons la notion de quadripôle thermique pour résoudre le transfert conductif dans un contact plan-plan monodimensionnel périodique ainsi que dans le cas d'un macro-contact périodique avec constriction. La modélisation est effectuée par un développement en séries de Fourier des variables périodiques en temps. Cette méthode quadripolaire nous permet d'une part, de prédire le comportement thermique du contact de l'interface périodique dans des conditions quelconques et d'autre part, d'analyser l'influence de divers paramètres sur la résistance apparente dans un domaine étendu de fréquence. Les résultats sont alors compares avec ceux des autres modèles, analytiques ou numériques. L’étude bidimensionnelle montre que le modèle monodimensionnel reste valable pour les périodes longues, mais qu'il est nécessaire d'introduire la notion de temps d'établissement de la constriction thermique pour expliquer le comportement du contact pour les périodes courtes et moyennes. Nous étudions analytiquement l'établissement de la constriction dans un cas simple et son influence sur le transfert de chaleur dans le macro-contact. Des représentations simplifiées de la résistance apparente sont données pour les trois cas limites (courtes, moyennes et longues périodes). Une expérimentation monodimensionnelle est mise en place. Les résultats sont compares aux solutions des modèles précédents.

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Barillon, Cristelle. « Degré topologique et modélisation de problèmes d'explosion thermique ». Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10020.

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Ce travail de these se consacre a deux aspects des problemes de reaction diffusions. Le premier theme s'interesse au degre topologique et le second a des problemes d'explosion thermique. Dans la premiere partie de cette these, nous nous sommes interesses a l'existence et a la construction du degre topologique - via la theorie des operateurs de fredholm propres - pour une classe d'operateurs elliptiques semi-lineaires dans des domaines non-bornes, c'est a dire ne pouvant etre traitee par le degre de leray-schauder. Dans la seconde partie, les systemes que nous considerons dans nos modeles d'explosion thermique sont aussi, a premiere vue, pathologiques en ce qui concerne l'utilisation du degre. Il s'agit de systemes couples d'equations elliptiques et d'equations algebriques. Ils modelisent l'explosion thermique dans un milieu a deux phases. Neanmoins, des estimations pour les solutions stationnaires de ce probleme, nous permettent d'utiliser des arguments du type degre topologique pour demontrer la convergence vers le modele d'explosion en milieu homogene. Nous obtenons pour le modele du milieu diphasique des conditions critiques d'existence de solutions. Nous montrons aussi l'existence de branches continues, et enfin etudions leur stabilite. Par ailleurs, une serie d'experiences numeriques a ete menee afin d'observer l'influence de la convection sur ce phenomene.

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Chabot, Christian. « Analyse numérique du changement de phase solide-liquide autour d'un tube horizontal soumis à une sollicitation thermique périodique ». Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26949.

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Résumé :

Ce mémoire présente un modèle mathématique et numérique pour analyser le comportement d’une unité de stockage thermique à changement de phase solide-liquide représentée par un tube autour duquel se trouve le matériau à changement de phase. Le système est soumis à une charge oscillant entre le chauffage et le refroidissement. Une analyse d’ordre de grandeur permet de prédire le comportement du système en fonction des principaux nombres adimensionnels. Un paramètre adimensionnel est proposé pour délimiter les concepts dans lesquels la conduction domine par rapport à ceux où la convection naturelle domine. L’étude dévoile l’impact des paramètres de conception de l’unité de stockage thermique sur son fonctionnement et approfondit les connaissances dans le domaine du changement de phase avec convection naturelle. Différents indicateurs ont été développés pour analyser la performance du système, tels que les dimensions de la zone affectée thermiquement, le volume fondu ou solidifié et une analyse fréquentielle. Des corrélations sont proposées pour déterminer facilement le comportement du système.
This master thesis presents a mathematical and numerical model to analyze the behavior of a latent solid-liquid heat storage unit represented by a tube surrounded by phase change material. The system is undergoing an oscillating load of heating and cooling. A scale analysis predicts the behavior of the system with regard to the main governing dimensionless numbers. A normalized parameter is proposed to delineate designs in which conduction dominates compared to those in which natural convection dominates. The study reveals the impact of major thermal storage unit design parameters on its operation and deepens our knowledge in the field of phase change with natural convection. Various indicators, such as the size of the thermally affected zone around the tube, the molten or solidified volume and a frequency analysis, have been developed to analyze the system performance. Correlations are proposed to easily determine the system behavior.

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Deddy, Bezeid. « Conception thermique d’une paroi complexe de datacentre pour une optimisation énergétique ». Lorient, 2012. http://www.theses.fr/2012LORIS274.

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La réduction de la consommation énergétique des bâtiments de télécommunications constitue un challenge international que les principaux opérateurs de télécommunications, et les acteurs majeurs de l'internet vont devoir relever. En effet, ces bâtiments possèdent une forte densité d'équipements électroniques et donc des apports thermiques très importants. Il est ainsi nécessaire de recourir à des systèmes de climatisation conséquents et énergivores pour maintenir les conditions ambiantes (température et humidité de l’air) dans des plages fixées par les normes. Une des approches possibles pour limiter les puissances installées des dispositifs de climatisation est d’écrêter les pics de température des ambiances intérieures en agissant sur la capacité de stockage de la chaleur des murs et en adoptant une gestion « jour-nuit » des systèmes. Ainsi, dans le cadre de cette thèse des études expérimentales et numériques ont été menées afin de disposer d’un outil de simulation dédié à la prédiction de la température ambiante dans une salle de datacentre. Dans une première étape, les réponses en température de deux maquettes de volume intérieur 1 m3 sont suivies et simulées dans différentes conditions de test. L’inertie thermique est augmentée par l’intégration de matériaux à changement de phase MCP (paraffine micro-encapsulée) dans du béton. A partir d’expériences et de mesures des propriétés thermophysiques, un modèle thermique représentatif de la conduction monodimensionnelle dans les parois est développé et validé. A partir de ces études, un composant spécifique, représentatif d’une paroi multicouche avec MCP, est développé et couplé au Type 56 de TRNSYS. Ces développements sur TRNSYS sont alors appliqués à l’étude d’un site réel « datacentre ». Après une confrontation à des données expérimentales, différentes configurations de parois destinées à améliorer l’inertie thermique sont évaluées par le biais de simulation
The reduction of energy consumption for telecommunication buildings is an international challenge for main telecommunication operators and principal actors of internet. Indeed, in these buildings there are electronics equipment with a strong power density and thus a very important thermal contribution. Therefore it is necessary to use large air-conditioning systems in order to maintain ambient conditions (temperature and relative humidity of the air) in fixed ranges. One possible approach for limit installed air conditioning systems is to clip the peaks of internal temperature by using a heat storage in the wall and by adopting a night cool storage directly in the masonry. In this thesis, the study describes a numerical and experimental study in order to define new conceptions of optimized telecommunication buildings. Walls are used in order to increased heat transfer and reduced cooling energy consumption. In the first step, the temperature response of the internal volume 1 m3 were followed and simulated under different test conditions. The thermal inertia is increased by incorporating phase change materials (PCM microencapsulated paraffin) in concrete. From experience and measurements of thermophysical properties, a one dimensional thermal model conduction that represents heat transfer in the walls were developed and validated. From these studies, a specific component, representative of a multilayer wall with PCM, is developed and coupled to TRNSYS Type 56. These TRNSYS developments are then applied to the study of a real "data center" site. After confrontation with experimental data, different configurations of walls have been studied in order to improve thermal inertia. New building architectures are proposed in order to reduce cooling energy consumption

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Sfaxi, Youssef. « Contribution à l'étude numérique et expérimentale du comportement thermique des dalles chauffantes ». Paris 12, 1987. http://www.theses.fr/1987PA120057.

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Developpement d'un code de calcul permettant la caracterisation du comportement thermique d'une dalle chauffante simple ou integree a une habitation. Validation du modele par resultats experimentaux releves sur une dalle echantillon puis sur un plancher chauffant

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Samba, Ahmadou. « Battery electrical vehicles analysis of thermal modelling and thermal management ». Caen, 2015. http://www.theses.fr/2015CAEN2003.

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Résumé :

L’avancée de la recherche sur les batteries a conduit à une utilisation massive des batteries Lithium-ion de grande capacité dans les véhicules électriques. De tels designs, en grand format, ont l'avantage de réduire le nombre de cellules interconnectées dans les packs de batteries. Dans les applications de transport, le temps de recharge des batteries constitue un frein au développement des véhicules électriques. L'augmentation du courant de charge peut soumettre à la batterie à des situations très critiques et peut ainsi entrainer une augmentation considérable de sa température. En long terme, ces phénomènes peuvent conduire à la réduction de sa durée de vie ainsi que ses performances et dans certains cas à l’emballement thermique. Afin d’éviter de telles situations, il est nécessaire d’optimiser la gestion thermique de manière à maintenir la batterie dans une gamme de températures de fonctionnement sûre. Ceci passe par la mise en place d’un modèle thermique capable de prédire la température d’une cellule et d’un pack de batterie à différentes conditions de fonctionnement et ensuite proposer différentes stratégies de refroidissements. Compte tenu de la forme et des dimensions du type de batterie utilisé (batterie « pouch ») un modèle électro-thermique est développé afin de prédire la distribution de température de la cellule, ce modèle nécessite moins de paramètres d'entrée et possède une grande précision. En outre, un nouvel outil d'estimation des paramètres thermiques a été développé. Le comportement thermique de la batterie, soumise à des conditions de fonctionnements extrêmes, a été étudié avec ce modèle. De ces résultats, on remarque que la cellule de batterie présente une distribution thermique non-uniforme lorsque celle-ci est parcourue par des courants de grandes amplitudes. Ce constat nous amène à étudier le design des batteries de type « pouch » afin d’élire celle qui présente une distribution thermique et électrique plus uniformes. Pour se faire un modèle 3D électrochimique-thermique a été développé. Enfin, différentes stratégies de gestion thermique des batteries telles que: le refroidissement actif par liquide et passif utilisant un matériau à changement de phase (liquide-solide à changement de phase) incorporé dans une mousse d'aluminium, ont été étudiées puis comparés en appliquant un cycle de conduite, provenant d’un véhicule tout électrique de la gamme Peugeot. L'objectif principal est de réduire la complexité, le poids, le volume, le coût et également de maintenir à un haut niveau de sureté de fonctionnement du module de batterie
Advanced research on rechargeable Lithium-ion batteries has allowed for large format and high-energy batteries to be largely used in Battery Electric Vehicles (BEVs). For transportation applications, beside limitations of driving range, long charging time is still considered as an important barrier for a wide use of BEVs. The increase of the charging current amplitude may however subject the battery to stressful situations and can significantly increase the temperature of the battery. These phenomena reduce the battery’s lifetime and performances and in worst-case scenario, thermal runaway can occur. To avoid this, there is a need for an optimized thermal management in order to keep the battery in a safe and beneficial range of operating conditions. Firstly, in this PhD dissertation a two-dimensional electrical-thermal model has been developed to predict the cell temperature distribution over the surface of the battery. This model requires less input parameters and still has high accuracy. In addition, a novel estimation tool has been developed for estimation of the thermal model parameters. Furthermore, the thermal behavior of the proposed battery has been investigated at different environmental conditions as well as during the abuse conditions for assessment of thermal stability of the battery. Taking into account the harsh thermal distribution, an advanced three-dimensional electrochemical-thermal model has been developed in order to investigate the impact of the cell design on the thermal, voltage and current distributions in order to avoid high non-homogenous distribution. The developed model allows us to optimize the cell design, in order to achieve the longest lifetime and high performances of battery cell. Finally, different thermal management strategies such as liquid cooling and passive cooling using phase change material embedded in an aluminium-foam (liquid-solid phase change) have been investigated and compared in depth by applying real BEV drive cycles. The main objective of this study is to decrease the complexity, the weight, the volume and the cost and to maintain high safety according to the best strategy

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Maref, Wahid. « Modélisation des champs thermique et dynamique des écoulements turbulents en régime instationnaire dans un conduit de fumée : contribution à l'étude du phénomène de condensation des gaz de combustion ». Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT054H.

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Résumé :

On a modelise les champs thermique et dynamique des ecoulements dans le conduit de fumee d'une installation domestique. Le regime d'ecoulement est turbulent (nombre de reynolds voisin de 4500 ; effet de la singularite d'entree). On etudie le fonctionnement en regime continu etabli, base de reference et en regime cyclique, plus proche du fonctionnement reel de la chaudiere. On adopte une approche monophasique et incompressible pour les equations de l'ecoulement, l'hypothese de boussinesq pour le couplage avec le champ de temperature et le modele k-epsilon pour la prise en compte de la turbulence. La resolution est faite a l'aide du code phoenics. Le modele a ete valide par une etude experimentale des temperatures et des vitesses du fluide en ecoulement et des temperatures et des pressions a la paroi, dans un conduit en verre en vraie grandeur (8 m de hauteur et 0,13 m de diametre). Ce conduit est raccorde a une chaudiere de faible puissance (23 kw) fonctionnant au gaz naturel. La comparaison des resultats experimentaux et de calcul, consacree principalement aux profils de temperatures du fluide et de la paroi, montre une bonne concordance pour les deux regimes de fonctionnement. L'apparition et le developpement de la condensation a la paroi du conduit transparent sont decrits et les debits de condensat sont determines. Le champ thermique qui provoque la condensation n'est pas affecte par la condensation alors que le champ dynamique est faiblement modifie. Ainsi ce modele est applicable pour l'etude d'autres installations et d'autres regimes non stationnaires de fonctionnement

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Wang, Xi. « Prédiction et analyse numérique d’écoulements turbulents avec transfert thermique dans des cavités ventilées à l’aide d’un modèle à relaxation elliptique ». Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10075/document.

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Résumé :

L’objectif de ce travail est la prédiction numérique d’écoulements turbulents avec transfert thermique dans des cavités ventilées à l’aide d’un modèle à relaxation elliptique. Cette approche dite v² -f a été intuitivement proposée pour la modélisation de la turbulence en proche paroi. Pour mener à bien cette étude, les investigations numériques ont été mise en oeuvre sur trois configurations et validées en s’appuyant sur les résultats expérimentaux disponibles et des résultats numériques issus des modèles k -[epsilon] RNG de Yakhot & Orszag, le modèle k -[omega] SST de Menter et le modèle à contraintes de Reynolds (RSM). L’analyse et la confrontation des résultats obtenus permettent de constater que le modèle de relaxation elliptique présente une meilleure prédiction pour les champs thermique et aéraulique avec un temps de calcul raisonnable. Ensuite, les comparaisons des indices du confort thermique entre les modèles de turbulence et l’expérience nous confortent dans l’idée que le modèle v² -f est un bon candidat pour la prédiction du confort thermique dans les cavités ventilées
The aim of this work is to predict numerically turbulent airflow with heat transfer in indoor environment using an elliptic relaxation model. This approach named v² -f has been proposed for modelling near-wall turbulence. In this study, numerical investigations have been carried out in three configurations and validated on available experimental data and numerical results from the models considered, k -[epsilon]RNG model of Yakhot & Orszag, k -[omega] SST model of Menter and Reynolds stress model. The analysis and comparison of results obtained shows that the v² -f model provides a better prediction for the velocity fields and temperature fields with a reasonable computational time. All comparisons of thermal comfort indices suggest that

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Baccar, Mounir. « Modélisation numérique tridimensionnelle du comportement hydrodynamique et thermique en cuve agitée ». Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT001G.

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Résumé :

L'agitation mecanique, d'un milieu reactionnel ou non, est souvent accompagnee d'un apport ou d'un prelevement de chaleur. Neanmoins, les travaux qui se sont attaches au transfert thermique en cuve agitee, relevent souvent du domaine de l'empirisme et presentent des disparites assez importantes. Disposant de cet etat de connaissance, ce travail consiste a mettre au point un simulateur numerique tridimensionnel permettant la modelisation des comportements hydrodynamique et thermique en cuve. La resolution de ce double phenomene de transfert est fondee sur une methode de discretisation aux volumes finis. L'etude concerne des fluides de forte consistance, a comportement newtonien, pseudoplastique ou dilatant, et s'applique a de nombreux types d'agitateurs: bipale, multipale, ancre, barriere et racleur. L'etude se situe dans un contexte general de developpement des connaissances locales portant sur la distribution de la temperature au sein d'une cuve agitee. Le code de calcul dont nous disposons permet de fournir une information tres fine, precise et abondante tant sur le champ de vitesse que sur celui des temperatures. Aussi, il permet d'acceder au calcul des performances des differents mobiles etudies sur le transfert global d'echange

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Ma, Qiang. « Etude sur le transport d'énergie thermique à bas niveau à longues distances par procédé d'absorption ammoniac-eau ». Chambéry, 2009. http://www.theses.fr/2009CHAMS016.

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Résumé :

Dans cette thèse, l'objectif est d'évaluer les potentialités et les performances à attendre des procédés d'absorption de l'ammoniac et l'eau pour réaliser un transport de froid et /ou de chaleur sur long distance. Tout d'abord, il convient de présenter les systèmes déjà employés pour le transport d'énergie thermique à longue distance et comprendre leurs limites. Après cet état de l'art, le modèle mathématique d'absorption de l'ammoniac et l'eau est présenté. Les analyses des performances de transport de chaleur et de froid à longue distance avec tels systèmes sont détaillés. Les températures de fonctionnement et les rendements énergétiques attendus sont présentés. L'impact du transport des fluides sur les performances du procédé est étudié. Le coût du transport au niveau est évalué. Nouveaux cycles d'absorption sont envisagés pour la revalorisation de rejets thermiques basse température. Ensuite, un prototype de petite taille est installé pour vérifier expérimentalement la faisabilité thermodynamique. Pour compléter cette étude, l'analyse économique est réalisée
In this thesis, the object is to evaluate the potentials and the performances of the ammonia-water absorption processes in the transportation of low-grade thermal energy over long distance. First of all, it contains the already employed systems for the transportation of low-grade thermal energy over long distance and understands their limitations. After this state-of-the-art introduction, the mathematical model of the ammonia-water absorption system is presented. The analysis of the performance of the transportation of low-grade thermal energy over long distance with this kind of systems is detailed. The output temperatures ranges are presented. The impact of the transportation process on the performance is studied. The investment cost of the transportation pipes was evaluated. Novel ammonia-water absorption cycles are proposed for the revalorization of the low-grade thermal energy. And then, a small-scale prototype is installed to experimentally verifier the thermodynamic feasibility. In order to complete the study, the economical analysis is realized

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Arab, Mohamed-Raed. « Reconstruction stochastique 3D d'un matériau céramique poreux à partir d'images expérimentales et évaluation de sa conductivité thermique et de sa perméabilité ». Limoges, 2010. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/2578ac4a-0866-4b80-b236-3397ae428fff/blobholder:0/2010LIMO4013.pdf.

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Résumé :

La reconstruction tridimensionnelle d’un échantillon représentatif d’un matériau céramique biphasique à partir d’une image de structure bidimensionnelle est proposée. L’algorithme préconisé est de nature stochastique fondé sur une minimisation par recuit simulé. La méthode statistique de Boltzmann sur réseau est présentée pour simuler les phénomènes de transport de matière afin d’estimer la perméabilité de l’échantillon reconstruit par un modèle BR D3Q19. La conductivité thermique « effective » du même domaine 3D est évaluée par la méthode des différences finies dans un schéma Dufort-Frankel. Les exemples étudiés montrent l’aptitude de l’outil de la reconstruction associé aux outils de simulations des phénomènes de transport de chaleur et de masse à synthétiser numériquement un matériau hétérogène ou poreux et à déterminer ses paramètres physiques
The three-dimensional reconstructionof a representative sample of a biphasic ceramic material from a 2D structural image is proposed. The algorithm is of stochastic nature and is based on the minimization by a simulated annealing scheme. The statistical method of Lattice Boltzmann is presentedto simulate the phenomena of mass transport in order to estimate the permeability of the sample by a model LB D3Q19. The “effective” thermal conductivity in the 3D space is evaluated by the finite difference method by a Dufort-Frankel scheme. The tests show the ability of the reconstruction tool associated with the tools for simulations of phenomena of heat and mass transfer to digitally synthesize heterogeneous or porous materials and determine its physical parameters

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Khalfallaoui, Saoussen. « Comportement dynamique et automatisation d’un système solaire thermique muni d’un traqueur solaire ». Rouen, 2009. http://www.theses.fr/2009ROUES020.

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Résumé :

Ce travail concerne l’étude d’un système solaire thermique. Le comportement thermique instationnaire est exploré selon l’intermittence du rayonnement solaire. La modélisation de ce système a été réalisée en prenant en compte une approche globale pour effectuer un bilan énergétique pour chaque élément du système solaire thermique. Un outil de simulation a été développé sous l’environnement MATLAB® en utilisant l’outil Simulink® pour la résolution des équations issues d’un modèle de connaissance. Ce modèle est validé par comparaison des résultats de simulation aux résultats des mesures effectuées obtenus sur le dispositif expérimental. L’efficacité énergétique du système solaire et le rendement instantané des capteurs solaires ont été étudiés en régime instationnaire. La mise en place d’un traqueur solaire a été effectuée. L’étude a également porté sur le gain en énergie thermique avec traqueur solaire en comparaison avec la configuration où les capteurs solaires sont fixes selon différentes inclinaisons
This work deals with the study of a thermal solar system. The thermal behaviour is investigated in unsteady state with regard to the intermittency of sunlight. The modelling of this system was carried out taking into account a global approach to make an energy balance for each component of the thermal solar system. A simulation tool was developed under the MATLAB environment using Simulink ® tool for solving this knowledge model. This model is validated by comparing simulation results to measurement data obtained on the experimental set-up. Energy efficiency of the solar system and the instantaneous efficiency of solar collectors have been studied in unsteady state. The realisation of a solar tracker has been completed. The gain in thermal energy with solar tracker has been studied in comparison with the configuration in which the solar collectors are fixed at different inclinations

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Thèses sur le sujet « Conductivité thermique – Modèles mathématiques »

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