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Vers une amélioration des performances des éoliennes en conditions de givre

Plante Montminy, Daryl 13 December 2023 (has links)
L'énergie éolienne est une source d'énergie d'avenir, par sa capacité à aider à lutter contre les changements climatiques, mais aussi par sa compétitivité économique. Les régions nordiques comme le Canada possèdent un grand potentiel éolien dû à une répartition avantageuse des courants d'air. Cependant, ces régions sont souvent celles où les évènements de givre atmosphérique sont les plus importants. L'accumulation de givre sur les pales des éoliennes représente un problème majeur pour les opérateurs de parcs éoliens créant d'importantes pertes de production. Ce projet de maîtrise vise à améliorer la compréhension de l'impact du givre sur les éoliennes et à développer des solutions alternatives d'opération afin de réduire les pertes de production liées à l'accumulation de givre sur les pales des éoliennes installées en milieux froids. Des approches numérique et expérimentale ont été jumelées afin de calculer le comportement théorique d'une éolienne sous différentes conditions de givre. Tout d'abord, des turbines d'un parc éolien de la province de Québec ont été instrumentées afin de mesurer les conditions atmosphériques locales. Au terme de presque deux hivers complets, les données météorologiques des éoliennes instrumentées ont été comparées afin de déterminer l'étendue spatiale et temporelle des mesures atmosphériques prises sur une turbine, dans l'optique d'optimiser le nombre de points de mesures nécessaires pour un parc éolien. La prise de ces mesures atmosphériques est réalisée à l'aide de plateformes de détection des conditions météorologiques (PDCM) installées à même les nacelles de quatre turbines situées à différents endroits à travers le parc éolien. D'autre part, un modèle numérique suivant la méthode Blade Element Momentum (BEM) a été développé dans le cadre de ce projet afin de calculer la puissance théorique d'une turbine. L'utilisation du code LEWICE a permis de simuler l'accumulation de givre sur un cylindre de référence et sur des sections de pales d'une éolienne grâce à des mesures atmosphériques réelles, prises sur les turbines instrumentées lors d'évènements de givre. Par la suite, le logiciel d'analyse par volumes finis StarCCM+ a permis d'explorer l'impact de la glace sur les performances aérodynamiques des profils de pales en calculant les polaires aérodynamiques des profils glacés modélisés dans LEWICE. Ces résultats intégrés dans le modèle numérique BEM développé ont été finalement été comparés avec les données de production de l'éolienne de référence instrumentée durant ces événements de givre afin de valider la méthode numérique utilisée. / Wind Power is an energy source of the future, with its capability to help fighting against climate change, but also through its economic competitiveness. Cold climate regions such as Canada have a huge wind potential due to an advantageous distribution of wind flow. However, these regions are often the ones where atmospheric icing events are the most significant. Ice accretion on wind turbine blades is a major concern for wind farm operators, resulting in significant power production losses. This project aims to improve the knowledge on the impacts of icing on wind-turbine blades and to suggest alternative solutions in order to reduce those power-production losses caused by icing. Numerical and experimental approaches were used to determine the theoretical behavior of a wind turbine under different icing conditions. First, turbines from a wind farm in the province of Quebec were instrumented to measure in situ atmospheric conditions. After nearly two complete winters of data acquisition, the meteorological data from the instrumented wind turbines were compared to determine their spatial and temporal extent in order to optimize the number of measurement points in a wind farm. Meteorological data were acquired with four Meteorological Condition Monitoring Stations (MCMS) installed on turbine's nacelles, in different place through the wind farm. On the other hand, a numerical model was developed following the Blade Element Momentum (BEM) method in order to compute the theoretical power of a wind turbine. The ice accretion code LEWICE was used to compute ice accretion on a reference cylinder and blade airfoils with input data recorded on wind-turbine nacelles during icing events. Subsequently, the iced airfoils were analyzed with the StarCCM+ CFD software to explore the impact of icing on the aerodynamic performance losses of the blade sections. These results were then as input of the BEM numerical model and compared to real performance data from the instrumented wind turbine during the same icing events in order to validate the method used in the project.
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Vers l'amélioration de la performance des éoliennes en climat froid à l'aide de données de terrain

Roberge, Patrice 26 March 2024 (has links)
Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Le but de cette thèse est de développer des outils pour améliorer la production d'énergie éolienne en climat froid à l'aide de données de terrain. En premier lieu, il est nécessaire d'obtenir des informations concernant les conditions météorologiques du parc éolien pour améliorer la performance des éoliennes. Il n'existe présentement que très peu d'instruments qui sont en mesure de caractériser les conditions givrantes tout en étant assez robustes pour faire face aux conditions arides d'un parc éolien. La thèse qui suit fournit une validation des mesures d'un instrument météorologique installé sur la nacelle d'une éolienne. Il existe présentement plusieurs solutions pour diminuer l'impact du givre atmosphérique sur la performance des éoliennes. Par contre, il n'y a pas standard relatif à la méthodologie à utiliser pour évaluer la performance de ces solutions. Cette thèse propose une nouvelle méthodologie pour répondre à ce besoin. Avec les outils développés dans les premières sections ainsi qu'avec des données de terrain, cette thèse répond à des questions reliées à l'opération d'éoliennes en climat froid. Avec un seuil en température pour définir des événements de givre et une mesure fiable de givre sur la nacelle, il devient plus facile d'évaluer la performance des éoliennes et d'améliorer leur production d'énergie. Cette thèse propose un modèle numérique des systèmes thermiques de protection contre la glace. Avec un tel modèle il est possible d'optimiser leur opération et leur conception. Cette thèse fournit de nombreuses comparaisons avec des données provenant de parcs éoliens, telles que des études de cas, démontrant la validité des outils proposés. / The objective of this thesis is to develop tools to improve wind energy production in cold climate with field data. In order to improve the performance of wind turbines in cold climate, it is necessary to have available information relative the the meteorological situation in the wind farm. Currently, very few sensors are capable of providing icing data while being robust enough to face the harsh conditions of a wind farm. This thesis provides a validation of an icing sensor installed on a wind turbine nacelle. Currently, there are multiple solutions available to reduce the impact of atmospheric icing on wind turbine performance. However, there is no standard methodology to evaluate them. This thesis proposes a new methodology providing tools to reduce the impact of secondary factors. With the tools developped in the first sections and with field data, this thesis answers questions regarding wind turbine operation in cold climate. With a temperature threshold to define icing events and a reliable method to detect icing conditions on the nacelle, it becomes easier to evaluate the performance of wind turbines and to improve their energy production. This thesis proposes a numerical model of thermal ice protection systems. With such a model, it is possible to optimize IPS operation and design. This thesis provides numerous comparisons with data coming from wind farms, such as case studies, demonstrating the validity of the proposed tools.
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Modélisation numérique et expérimentale des phénomènes de givrage par accrétion de neige collante

Vigano, Alessandro 18 December 2012 (has links) (PDF)
Ce travail est consacré à l'étude du givrage atmosphérique des structures par accrétion de neige collante qui peut conduire à des dommages sévères aux structures. Les particules à la base de ce type d'accrétions sont caractérisées par un mélange d'eau et glace quantifié dans cette étude par un paramètre sans dimension: la teneur en eau liquide: 푇 définie comme le ratio de la masse liquide sur la masse totale de la particule. La définition de la TEL considérée dans ce travail est différente de celle utilisée en aéronautique. Dans cette étude, la neige collante a été reproduite avec une températures ambiante négative. L'approche expérimentale, mise en oeuvre dans une soufflerie climatique, est consacrée à l'étude de l'effet de la 푇 sur l'accrétion de neige sur une structure de test. La 푇 est ajustée en modifiant la température ambiante. Les résultats sont synthétisés par le coefficient definì comme le ratio entre le flux massique de l'accrétion, et le flux massique de neige incidente. Un premier modèle numérique évalue les conditions aux limites pour le modèle d'accrétion: c.à.d. la distribution en taille des particules à l'amont de la structure et la 푇 associée. La première partie du modèle numérique d'accrétion concerne l'analyse du comportement des particules à proximité de la structure expérimentale quantifié par le nombre de Stokes. La capacité des particules à impacter la structure est synthétisé par le coefficient de collision . L'analyse du coefficient expérimental , en fonction de est développée. Ceci permet l'étude de la capacité des particules à s'accrocher à la surface en fonction de la 푇 . Le résultat est évalué par le coefficient de collage . La seconde partie expose une approche pour modéliser la forme d'accrétion, par le coefficient de collage , en s'appuyant sur l'angle d'impact entre la particule et la surface. Des perspectives sont proposées.
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Développement d'un code de givrage tridimensionnel avec méthode Level-Set / Development of a three-dimensional icing code using level-set method

Pena, Dorian 27 May 2016 (has links)
Le travail réalisé dans cette thèse introduit le concept de l'utilisation de la méthode Level-Set pour simuler l'interface Glace/Air au cours du temps lors du processus de givrage en vol des aéronefs. Pour cela, un code de givrage tri-dimensionnel multi-blocs et parallélisé a été implémenté au sein du solveur NSMB (Navier-Stokes-Multi-Blocks). Il comprend notamment un module de calcul des trajectoires des gouttelettes par une approche Eulérienne compatible avec l'utilisation de grilles chimères et un module thermodynamique pour le calcul des masses de glace incluant deux modèles différents : un modèle algébrique itératif et un modèle à dérivées partielles. Une attention particulière a été portée sur la vérification du code de givrage implémenté en comparant systématiquement, si possible, les résultats obtenus avec les données expérimentales et numériques existantes dans la littérature. Pour cette raison, le module de déformation de maillage existant dans NSMB a été intégré au code implémenté afin de pouvoir simuler le givrage par une méthode traditionnelle. Enfin, un nouveau principe pour le suivi de l'interface glace/air est introduit via l'utilisation d'une méthode Level-Set. Puisque dans ce travail de thèse nous nous intéressons particulièrement au concept, la méthode Level-Set développée est d'ordre un et est résolue implicitement. On montrera cependant que des résultats valides sont obtenus avec une telle approximation. / This thesis introduces the concept of the Level-Set method for simulating the evolution through time of the ice/air interface during the process of in-flight aircraft icing. For that purpose, a three-dimensionnal multi-block and parallelized icing code have been implemented in the NSMB flow solver (Navier-Stokes-Multi-Blocks). It includes a module for calculating the droplet trajectories by an Eulerian approach compatible with the use of chimera grids and a thermodynamic module to calculate the ice masses including two different models : an iterative algebraic model and a PDE model. Particular attention was paid to the validation of the icing code irnplemented by comparing results with existing experimental and numerical data in the literature. For this reason, the existing mesh deformation algorithm in NSMB was integrated into the code to simulate icing by a traditional method. Finally a new principle to track the ice/air interface is introduced using the Level-Set method. Since we are particularly interested in the concept, the Level-Set method developped is first order and solved implicitly. However it will be shown that valid results are obtained with such an approximation.
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Étude de l'influence des caractéristiques des isolateurs sur leurs performances électriques dans des conditions de givrage /

Chaarani, Rabah, January 2003 (has links)
Thèse (D.Eng.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2003. / Bibliogr.: f. [145]-152. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU
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Etude et conception d’un système d’épuration de biogaz et de liquéfaction de bio-méthane / Study and design of a biogas upgrading and biomethane liquefaction system

Bassila, Joseph 26 June 2017 (has links)
La consommation mondiale en énergie qui augmente progressivement a favorisé la recherche de ressources alternatives renouvelables. L’Europe a mis le développement de la filière de biogaz comme une priorité pour valoriser la matière organique et produire une énergie durable et un carburant propre. Plusieurs technologies ont été développées afin de produire le bio-méthane et ensuite le liquéfier. Cryo Pur a développé un procédé cryogénique où le biogaz est refroidi progressivement à 3 niveaux de température :-40 °C ; -75 °C et -120 °C. Dans un premier temps, la vapeur d’eau est extraite à -40 °C et à -75 °C, le biogaz sec ne contient plus alors que du méthane à une concentration de 65 % et du CO2 à 35 %. Le biogaz est alors refroidi jusqu’à -120 °C dans un système frigorifique en cascade intégrée pour capter le dioxyde de carbone jusqu’à une concentration résiduelle de 2 %. Une fois ce bio-méthane obtenu, il est liquéfié. A une pression de 15 bara et une température de -120 °C. Une étude énergétique et exergétique est menée et prend comme référence le pilote d’épuration et de liquéfaction Cryo Pur installé à la sortie de méthaniseurs de la station d’épuration de Valenton. Le CO2 est capté par givrage sur les ailettes d’échangeurs frigorifiques ; le dégivrage est effectué par un débit diphasique prélevé à l’étage -40 °C de la cascade intégrée. La thèse compare l’énergie récupérée par un dégivrage en phase liquide du CO2 avec donc une remontée en température jusqu’à -56 °C (température du point triple du CO2) et un dégivrage par sublimation du CO2 à une température bien inférieure à -56 °C qui fait l’objet d’une optimisation énergétique. La thèse mène aussi une étude énergétique et exergétique du procédé complet d’épuration de biogaz et de liquéfaction de bio-méthane avec récupération d’énergie par sublimation du dioxyde de carbone.Un banc d’essai est conçu pour évaluer la performance énergétique du procédé de dégivrage du CO2 par sublimation. Les différents éléments nécessaires de ce banc d’essai sont présentés avec leurs consommations énergétiques. Dans ce banc d’essai, le dégivrage du dioxyde de carbone par sublimation est effectué via un caloporteur qui récupère la froideur de sublimation du CO2 réduisant la puissance consommée par la cascade intégrée. Ce nouveau procédé a besoin d’une pompe à vide. La consommation de cette pompe à vide dépend de la pression de sublimation et fait l’objet d’une étude d’optimisation énergétique. La densité du CO2 varie énormément en fonction de la température et la pression de sublimation. Un modèle de calcul de l’évolution de l’épaisseur du givre au cours de la sublimation est présenté. Comme conclusion de cette partie, une comparaison est faite entre la consommation électrique spécifique du système installé à Valenton et celle du banc d’essai.D’autre part, la durée du cycle de givrage demande elle aussi une étude d’optimisation énergétique associée au dimensionnement de l’échangeur de captage du CO2. L’échangeur tube-ailettes avec la forme de l’ailette et les paramètres affectant le givrage du CO2 sont présentés. Une étude est effectuée pour répartir uniformément la masse de CO2 déposée sur la surface d’échange pour réduire le taux de blocage de l’échangeur et prolonger la durée de la phase de givrage. Une étude sur l’effet de la vitesse du biogaz et du glissement en température du réfrigérant sur la durée du cycle est menée ainsi qu’une étude sur les matériaux des ailettes et des tubes choisis afin de minimiser la surface d’échange en gardant la sortie du bio-méthane avec 2 % de CO2. / Global energy consumption, which is gradually increasing, has led to the search for alternative renewable resources. Europe has put the development of the biogas sector as a priority to enhance organic matter and produce sustainable energy and clean fuel. Several technologies have been developed to produce bio-methane and then to liquefy it. Cryo Pur developed a cryogenic process where the biogas is cooled gradually to 3 temperature levels: -40 ° C; -75 ° C and -120 °C. In a first step, the steam is extracted at -40 °C and at -75 ° C, the dry biogas contains 65 % methane and 35 % CO2. The biogas is then cooled to -120 °C in a low-temperature refrigeration system to capture carbon dioxide and obtain bio-methane with 2.5 % of CO2. Once this bio-methane is obtained, it is liquefied at a pressure of 15 bara and a temperature of -120 °C. An energy and exergy study is studied and takes as reference the pilot of purification and liquefaction Cryo Pur installed at the exit of digester of the purification station of Valenton. CO2 is captured by frosting on the fins of heat exchangers. The defrosting is carried out by a two-phase flow rate taken from the -40 °C stage of the low-temperature refrigeration system. The thesis compares the energy recovered by a liquid CO2 defrosted with a rise in temperature up to -56 °C (triple point temperature of CO2) and defrosting by sublimation of CO2 at a temperature much lower than - 56 ° C which is the subject of an energy optimization. The thesis also conducts an energy and exergy study of the complete process of biogas and bio-methane liquefaction with the recovery of energy by sublimation of carbon dioxide.A test bench is designed to evaluate the energy performance of the CO2 defrosting process by sublimation. The various necessary elements of this test bench are presented with their energy consumption. In this test bench, the defrosting of the carbon dioxide by sublimation is carried out via a low-temperature heat-transfer fluid which recovers the energy sublimation of the CO2 reducing the power consumed by the low-temperature refrigeration system. This new process requires a vacuum pump. The consumption of this vacuum pump depends on the sublimation pressure and is the subject of an energy optimization study. The density of CO2 varies enormously depending on the temperature and the sublimation pressure. A model of the evolution of the thickness of the frost during the sublimation is presented. As a conclusion of this section, a comparison is made between the specific power consumption of the system installed at Valenton and that of the test bench.On the other hand, the duration of the frosting cycle also requires an energy optimization study associated with the design of the exchanger that capture the CO2. The tube-fins exchanger with the shape of the fin and the parameters affecting the CO2 frosting are presented. A study is carried out to uniformly distribution of the CO2 mass on the exchange surface to reduce the blocking rate of the exchanger and to extend the duration of the frosting phase. A study on the effect of biogas velocity and temperature slippage of the refrigerant over the cycle is carried out as well as a study on the materials of the fins and tubes selected in order to minimize the exchange surface and have the bio-methane with 2 % CO2.
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Un modèle unifié pour les phénomènes de givrage en aéronautique et les systèmes de protection thermiques / A unified model for aircraft icing phenomena and ice protection system modeling

Chauvin, Rémi 17 December 2015 (has links)
Le givrage a été identifié comme un danger important dès le début de l'aéronautique.L'accrétion de givre sur les ailes d'avion, due à la présence de gouttelettes surfonduesdans les nuages, cause parmi d'autres conséquences néfastes une dégradation des performancesaérodynamiques pouvant conduire au décrochage. C'est pourquoi les avionneursdéveloppent depuis longtemps des systèmes de protection. Comme les essais en vols ou ensoufflerie sont souvent complexes à mettre en oeuvre et onéreux, la simulation numériqueest devenue un outil efficace et complémentaire pour dimensionner ces systèmes.Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la modélisation de l'accrétion de givre, duruissellement et des systèmes de protection thermique. Elle s'articule en sept chapitres.Après avoir présenté les enjeux et contexte, on introduit une approche tricouche permettantde modéliser l'accrétion de givre et le ruissellement de manière instationnaire. Les troischapitres suivants traitent des méthodes de discrétisation de ce modèle ainsi que de soncouplage avec un modèle du système de protection thermique. Les deux derniers sontconsacrés à la présentation des résultats de simulations numériques montrant l'intérêt del'approche développée et la faisabilité de simulations complètes de phénomènes d'accrétionde givre sur une paroi chauffée ou non. / Icing has been identified as a serious issue since the start of aeronautics. Ice accretion onwings, due to supercooled droplets inside clouds, leads to severe degradation of aerodynamicperformances, among other undesirable effects. Therefore, aircraft manufacturers have sincea long time developed ice protection systems. As flight tests or wind tunnel experimentsare often complicated to implement and expensive, numerical modeling is an effective andcomplementary tool to design those systems. This thesis concerns the modeling of ice accretion, runback and thermal ice protectionsystems. It consists of seven chapters. The first one is dedicated to the presentation of theconcerns and the context. Then a three layer approach allowing to model in an unsteadyway ice accretion and runback is presented. Following three chapters deal with this modeldiscretization as well as a method to couple it with a thermal ice protection system model.Two last chapters are dedicated to numerical simulations showing the sake of the approachand the feasibility of a whole simulation of ice accretion on a heated or unheated surface.
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Etude et amélioration d’une pompe à chaleur pour véhicule électrique en conditions de givrage / Study and improvement of a heat pump for electric vehicles Under frosting conditions

Breque, Florent 24 October 2017 (has links)
Dans le cadre du développement des voitures électriques (VE), la solution de chauffage de l’habitacle par pompe à chaleur (PAC) s’impose graduellement en raison des plus grandes efficacités de ces dernières par rapport aux résistances électriques classiques. Cependant, dans certaines conditions, du givre se forme sur l’évapo-condenseur entraînant une dégradation marquée des performances du système. L’enjeu général de ce travail est donc de développer une PAC pour VE efficace en conditions de givrage afin d’améliorer l'autonomie en hiver. Pour ce faire, un évapo-condenseur résistant au givrage est nécessaire. Afin d’améliorer le design de l’échangeur, un modèle dynamique et pseudo 3D d’échangeur à microcanaux, typique de l’automobile, en conditions de givrage a été développé. Un sous-modèle de croissance de givre à la fois simple et précis a été établi en étudiant les différentes hypothèses de modélisation trouvées dans la littérature. Ensuite, au niveau échangeur de chaleur, la clé réside dans la bonne prédiction des pertes de charge aérauliques. Ainsi, une nouvelle approche a été de considérer les épaisseurs maximales locales de givre et une corrélation intégrant l’impact du givre afin de bien prédire les pertes de charge, la chute du débit d’air, et donc la chute de la puissance thermique de l’échangeur. Le modèle complet d’échangeur de chaleur couplé à un ventilateur a été validé expérimentalement. À partir d’une étude numérique basée sur le modèle, deux concepts innovants ont été établis : l’un avec ailettes ondulées débordantes et l’autre avec passes de réfrigérant croisées. Deux prototypes ont été fabriqués, à partir de l’évapo-condenseur de la Renault Zoé, puis testés. Le meilleur des deux échangeurs, celui à ailettes débordantes, a été monté sur véhicule et comparé à l’échangeur de la Zoé. Le prototype a permis d’allonger d’environ 2.5 fois la période de fonctionnement du système. Finalement, un modèle de PAC avec givrage a été réalisé et intégré dans un modèle complet de VE. Pour un VE avec une autonomie d’environ 140 km sans chauffage, il s’avère que le givrage de la PAC dégrade l’autonomie d’environ 15% pour un trajet à 0°C et 90% d'humidité. Grâce à l’utilisation du prototype à ailettes ondulées débordantes, cette perte d’autonomie est de 3% seulement. / In the electric vehicle (EV) development context, the choice of heat pumps (HP) for cabin heating is becoming more popular due to their high efficiency compared to electric heaters. However, under some operating conditions, frost forms on the HP evapo-condenser causing a dramatic drop in the system performances until the system cannot operate. Hence, this work aims at developing a HP for EV which remains efficient under frosting conditions ultimately, to improve the EV range in the winter. This requires the design of a frost-resistant heat exchanger (HX). First, to improve the HX design, a dynamic and pseudo-3D model under frosting conditions of a typical HX for cars has been developed. A simple and accurate frost growth sub-model has been established by studying the various modeling assumptions found in the literature. Then, at the HX level, the key point has been to predict the air pressure losses, via the consideration of the maximum local frost thicknesses and the development of a correlation considering frost, in order to predict the drop of airflow and therefore the drop of the HX cooling capacity. Then, the model of the HX coupled with the fan has been validated experimentally. Using the model, a numerical study has been conducted and two innovative concepts have been established: one with wavy upstream extending fins and the other with crossed passes of refrigerant. Two prototypes were fabricated, using a reference HX taken from the Renault Zoé, and then tested. The best of the two HX, the one with upstream extending fins, was mounted on a VE and compared to the reference case. The prototype allowed extending the system operation by 2.5 times approximately. Finally, a HP model under frosting conditions was built and integrated into a EV model. It appeared that, for an EV with a range of approximately 140 km without heating, the HP frosting degrades the autonomy by about 15% at 0°C and 90% humidity, which was reduced to 3% via the use of the innovative HX prototype with wavy upstream extending fins.
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Initiation et développement des décharges couronnes sur une surface de glace /

Ndiaye, Ibrahima, January 2003 (has links)
Thèse (M.Eng.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2003. / Bibliogr.: f. [98]-105. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU
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Dégivrage des pompes à chaleur sur l’air : influence de la mouillabilité des ailettes d’échangeurs extérieurs et contrôle des flux hydriques lors du givrage et du dégivrage

Leboi, Jérémy 06 June 2012 (has links)
Dans un contexte de limitation de la consommation en énergie fossile et de développement durable, les pompes à chaleur présentent un intérêt majeur. Les obstacles rencontrés, notamment le givrage compact, freinent leur utilisation. La mise en place de nouveaux matériaux, par exemple par des propriétés de mouillage particulières, est une voie innovante. L’étude des déplacements de gouttes et de ponts entre ailettes, par résolution des équations de Navier-Stokes, permet de comprendre localement les écoulements et de caractériser l'effet du mouillage (modèle numérique d'angle de contact) et du confinement. Plusieurs études ont été menées sur des gouttes et des ponts liquides, soumis à des écoulements sur parois inclinées, lors desquelles des comportements significatifs ont été mis au jour et permettent de mettre en place des solutions efficaces pour les enjeux industriels. Une approche des phénomènes de mouillage extrêmes (superhydrophobie) a été réalisée et montre leur intérêt d’un point de vue performance. En revanche, le coût nécessaire pour réaliser les simulations reste très important, et des pistes ont été abordées pour palier à cette difficulté. En parallèle, une méthode de changement d’état a été développée dans le code de calculs scientifiques Thétis pour prédire l'évacuation de la glace lors du dégivrage sur des géométries simples ou réelles. Cette approche originale basée sur la méthode Volume Of Fluid, dérivée de méthodes existantes en Front-Tracking, montre une faisabilité et une efficacité intéressante. / In a context of limiting the consumption of fossil energy and of sustainable development, heat pumps are of major interest. Some issues, including icing compaction, reduce its use. The introduction of new materials, including special wetting properties, is an innovative way. The study of displacement of drops and liquid bridges between fins, by solving the Navier-Stokes equations, allows us to understand local flows and to characterize the effect of wetting (numerical model of contact angle which depends on controlling the smoothing of Volume Of Fluid function) and of containment. Several studies have been conducted on the drops and liquid bridges submitted to flow on sloping walls, driving to significant behaviors. These studies can implement effective solutions to industrial difficulties. An approach to extreme wetting phenomena (superhydrophobicity) was performed and showed their interest to a good evacuation efficiency but also the cost to achieve the simulations. Several possibilities were discussed to overcome this difficulty. In parallel, a method of phase change was developed in the code of scientific computing Thetis to simulate the evacuation of ice during defrosting periods on simple geometries or more complex ones. An innovative approach based on Volume Of Fluid method, derived from methods available in Front-Tracking shows its feasibility and efficiency.

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