Aujourd'hui, la pompe à chaleur (PAC) est largement utilisée pour les applications de chauffage du bâtiment en raison de ses bonnes performances énergétiques. Elle est même considérée comme une source d'énergie renouvelable et, selon la Directive Européenne 2009/28/CE, la part «renouvelable» de l'énergie produite doit être calculée à partir de la performance annuelle. Il est donc important d'être à même de mesurer cette dernière. Or, il n'existe pas, pour les PAC air/air, de méthode fiable et simple permettant de mesurer la performance chez le client pendant une saison.Dans ce contexte, la thèse propose deux méthodes in situ qui répondent à ce besoin. La première est basée sur des mesures non-intrusives des propriétés du fluide frigorigène. Elle utilise le bilan énergétique du compresseur pour déterminer le débit du fluide. La deuxième, fondée sur les mesures côté air, utilise un ensemble de capteurs à fil chaud afin de mesurer le débit et les températures d'air.La thèse développe également une méthode de mesure intrusive du fluide frigorigène, qui n'est pas adaptée aux conditions in situ mais sert de référence pour valider les deux méthodes in situ. Les résultats expérimentaux montrent que la méthode de référence est précise non seulement en conditions stabilisées mais également en fonctionnement dynamique (y compris lors des dégivrages).La validation des deux méthodes in situ a été réalisée par une campagne d'essais spécifique en laboratoire. Une suite intéressante de la thèse consistera à intégrer la méthode non intrusive côté frigorigène directement dans l'équipement de mesure et d'affichage de la PAC. / Today, heat pumps (HP) are widely used as heating systems in building thanks to their high energy efficiency. They are even considered as a source of renewable energy and, according to the EU Directive 2009/28/EC, the amount of renewable energy has to be calculated from the annual performance. Therefore, it is important to be able to measure the annual performance. However, concerning the air-to-air HP there is no reliable and simple method which allows measuring the performance in situ during at least a season.In this context, the thesis proposes two in situ methods that could fill this gap. The first one is based on non-intrusive measurements on refrigerant side. It uses a compressor energy balance to determine the flow rate. The second one, based on air measurements, uses a distribution of hot-wire sensors to determine the air flow rate and temperatures.The thesis also develops an intrusive refrigerant method, which is not necessarily adapted for in situ conditions but can be used as a reference to validate the in situ methods. The experimental results show that the reference method is accurate both in stationary conditions and in dynamic operations (including during defrosting period).The validation of the in situ methods was performed by a specific test campaign in laboratory. As a perspective, the thesis makes it possible to develop on-board measurement methods using non-intrusive refrigerant sensors, providing an opportunity for manufacturers to display the in situ performance in real time.

Les oscillateurs fluidiques qui peuvent générer des excitations périodiques sont des actionneurs très prometteurs pour des applications de contrôle actif des écoulements. Les oscillations sont en effet complètement auto-induites et produites en l'absence de parties mobiles ce qui rend ces actionneurs très intéressants en termes de fiabilité et de robustesse. Ce travail de thèse avait pour objectif principal d'identifier les mécanismes physiques qui contrôlent la dynamique de fonctionnement de ce type d'oscillateurs fluidiques et de proposer des lignes directrices pour la conception d'oscillateurs dont les performances soient adaptées aux applications de contrôle d'écoulements envisagées. L'analyse expérimentale de plusieurs prototypes couplée à des simulations numériques a permis de mettre en évidence que le mécanisme de basculement du jet dans ce type d'oscillateurs est contrôlé par les gradients de pression existants au niveau de deux parties critiques de ces actionneurs. A partir de cette analyse, une relation simple a été établie permettant d'estimer la fréquence des oscillations. Deux méthodes de synchronisation, permettant le contrôle du déphasage entre les actionneurs, ont été proposées et validées expérimentalement ainsi qu'à l'aide de simulations numériques. Une matrice de micro­ oscillateurs fluidiques a été conçue, fabriquée et finalement intégrée sur une rampe installée en soufflerie. L'analyse expérimentale de son efficacité pour le contrôle de l'écoulement séparé a mis en évidence un gain important par rapport aux résultats obtenus lors de travaux précédents sur des écoulements de paroi similaires à l'aide d'autres types d'actionneurs fluidiques. / Fluidic oscillators which can generate periodic excitations are very promising for active flow control applications, due to their reliability and robustness, as their internal flow oscillation is totally self-induced and self-sustained. The main objective of this work is to identify the underlying mechanisms controlling the dynamics of this kind of fluidic oscillator and to propose guiding lines for the design of oscillators. Experimental analysis of several oscillator prototypes and associated numerical simulations have permitted to explain that the jet switching in this kind of oscillator is controlled by pressure gradients in two critical parts of the device. From these analyses, a simple function has been proposed to estimate the oscillation frequency. Two synchronization methods, allowing the control of the phase lag between the actuators, have been proposed and validated experimentally and by numerical simulations. An array of micro-fluidic oscillators has then been designed and tested on a ramp separated flow, showing much higher efficiency compared to other kind of fluidic actuators tested on similar wall flows in previous studies.

Dans le cadre de la conservation et de la réhabilitation des bâtis anciens, les matériaux utilisés pour leur construction doivent être caractérisés vis-à-vis de leurs propriétés de transferts thermiques et hydriques. La première étape du travail de recherche a concerné la mise au point d'un capteur de conductivité thermique et de teneur en eau des matériaux inorganiques poreux (pierres, bétons, enduits) constitutifs des monuments. Les méthodes d’investigation doivent rester non intrusives. Dans cet objectif, la voie suivie a été d'adapter la mesure de conductivité thermique par une méthode simplifiée du fil chaud, précédemment développée pour les fluides corrosifs, aux pierres de taille utilisées dans le bâti ancien. Afin de transférer cette technologie des fluides vers les solides, plusieurs étapes ont été effectuées : (1) des mesures avec le fil intégré, (2) des mesures de surface, (3) estimation de l'influence de la rugosité de la surface et (4) utilisation de la méthode pour l'estimation de la teneur en eau des matériaux tests.La seconde étape de la recherche a consisté en deux suivis microclimatiques effectués sur deux sites historiques : l'Hypogée des Dunes et l'abbatiale de Saint-Savin-sur-Gartempe. Le travail de thèse a consisté à évaluer l'impact des travaux effectués sur les conditions climatiques dans l'hypogée, et à déterminer l’influence des variations climatiques sur la formation d'un voile biologique dans la crypte de Saint-Savin. Pour ce faire, l'analyse corrélatoire est appliquée au traitement des donnés climatiques. / In the framework of preservation and rehabilitation of ancient buildings, materials used for their construction must be characterized with regards to thermal and hydric transfer properties. The first stage of our research work focused on the development of a sensor of thermal conductivity and moisture content of the inorganic porous materials (stone, concrete, render) making up the monuments. The methods of investigation have to remain non-invasive. For this purpose, the path followed was to adapt the measure of thermal conductivity by a simplified transient hot-wire method, previously developed for corrosive fluids, to dressed stones used in built heritage. In order to transfer this technology from fluids to the solids, several stages were carried out : (1) measures with the integrated wire, (2) surface measures, (3) estimation of the influence of surface roughness and (4) use of this method to estimate the moisture content of several test materials.The second stage of the research consisted in the microclimatic monitoring of two historical sites: the Hypogeum of the Dunes in Poitiers and the crypt of the abbey church of Saint-Savin-sur-Gartempe. The thesis work sought to evaluate the impact of construction work performed in the Hypogeum on the internal climatic conditions, and to determine the influence of climatic variations on the formation of a biological veil in the crypt of Saint-Savin. To this aim, correlative analysis is applied to the treatment of climatic data.

Presented work deals with appropriate ways of storing thermal energy and selection of materials for a high capacity storage unit. The thesis describes technologies currently used for long-term storage of thermal energy, the structural arrangement of the thermal unit, physical properties of the materials usable for construction of high-temperature storage units and the utilization of these materials. The thesis also describes the measuring procedure of the material characteristics and the method of evaluation. Size of the solar collector and the required volume of the storage for heat supplying of the selected building in the climatic conditions of the Czech Republic were designed.

This diploma thesis deals with the research of the flow in front of the benchmark automotive vent. Using thermoanemometry, the velocity field in the area in front of the vent was measured in detail and the intensity of the turbulence was calculated. Computational fluid dynamics of the air flow from the vent was also performed using the STAR-CCM + program. In addition, the influence of the surrounding surfaces simulating the real environment of the automobile on the air flow from the vent was investigated. The diploma thesis contains the calculation of measurement uncertainty. The purpose of this thesis is to obtain complex data on the velocity field and to use them for validation of Computational fluid dynamics.

This aim of task deals with study of heat dissipation mechanisms and the description of physical phenomena, which is accompanied by non-stationary measurement of thermal characteristics by the method "hot-wire method". In particular, we observe the coefficient of thermal conductivity and its dependence on various variables such as the temperature of the measured sample, its moisture state, the volume of the sample and its porosity. The above mentioned findings are used for the invention of the measuring device of a nonstationary gauge, which is based on regular heating and is dedicated to measuring the thermal conductivity coefficient and the heat capacity by the "hot-wire method" method. In the last part of the thesis is verified functionality of the proposed measuring device, the suitability of the created algorithm for the processing of the measured data and the evaluation of the results was verified. The reproducibility of the measurements was verified and the measured results were compared with the measurement methods, which are commonly used. the influence of humidity on the coefficient of thermal conductivity.

The master’s thesis deals with air flow in the interior of automobile Škoda Octavia. The attention is focused only at a side ventilating outlet. Author’s effort was to propose the appropriate criteria for evaluation and assessment of ventilating outlet quality and elaborate the methodology of measurement for these criteria. Then follows the application of the methodology and measurement of velocity field of air flow from the outlet by the method of hot wire anemometry. The thesis also contains comparison of the results with the results attained by the smoke visualization.

In this master’s thesis there are summarized fundamental findings about air flow velocity measurements and afterwards introduced the measuring track for automobile car vents, measured object and track arrangement and all used components. Velocity field measurement method is how wire anemometry, and apart from 4 main cases measurements of free air jet, there are velocity profiles in piping measured as an input for CFD simulation. Air vent evaluation criteria are described and their assessment is done for specified cases. Further, there is a CFD simulation presented with comparison to experimental data. Uncertainty of flow rate measured and flow rate setting is determined. Improvement points and encountered issues are presented. Visualization and evaluation program coded in MATLAB environment enables easy data display of CTA results and will serve further vent quality assessment.

Pour mieux comprendre la combustion en mode stratifié, la propagation de flammes au sein de stratifications de richesse laminaire ou turbulente a été étudiée par des mesures simultanées de richesse et de vitesse effectuées par couplage de la PIV et de la PLIF. L’accent a été mis sur le développement de méthodes permettant d’améliorer la qualité des mesures locales. En particulier, un nouvel algorithme de PIV permettant la mesure locale de la vitesse des gaz frais véritablement à l’entrée de la zone de préchauffage a été développé. Pour améliorer la résolution,les mailles de calcul s’adaptent localement à la topologie de la flamme, pour tenir compte de la forme du front de flamme et de l’expansion des gaz. L’analyse statistique des mesures conditionnée sur la richesse locale a permis de caractériser les propriétés de la flamme soumise à une stratification de richesse dans un écoulement laminaire et turbulent, en particulier en mettant en évidence un effet mémoire. / In order to better understand the stratified combustion, the propagation of flame through stratified mixture field in laminar and turbulent flow conditions has been studied by using combined PIV/PLIF techniques. A great emphasis was placed on developing methods to improve the accuracy of local measurements of flame propagation. In particular, a new PIV approach has beendeveloped to measure the local fresh gas velocity near preheat zone of flame front. To improve the resolution of measurement, the shape of interrogation window has been continuously modified based on the local flame topology and gas expansion effect. Statistical analysis of conditioned local measurements by the local equivalence ratio of flames allows the characterization of theproperties of flame propagation subjected to the mixture stratification in laminar and turbulentflows, especially the highlight of the memory effect.

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