Médiathèque

Contribution au développement des moteurs à apport de chaleur externe utilisés pour la conversion des rejets thermiques industriels en électricité.

Modélisation et optimisation thermodynamique d'un nouveau convertisseur : Turbosol

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Auteur(s) : BLAISE Mathilde
Organisme : UNIVERSITE DE LORRAINE, ADEME, LABORATOIRE D'ENERGETIQUE ET DE MECANIQUE THEORIQUE ET APPLIQUEE, HEVATECH
Description : septembre 2016 - 325 p.
Type de contenu : These

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Résumé : La valorisation des rejets thermiques industriels par leur conversion en énergie mécanique, et éventuellement en électricité, est un moyen de réduire les émissions de gaz à effet de serre et de réduire la consommation énergétique des industries. La présente bourse de thèse est cofinancée par l'ADEME dans ce contexte. Le cofinanceur de la thèse, Hevatech, est une entreprise qui exploite le brevet d'un nouveau convertisseur de chaleur en électricité appelé Turbosol®. Turbosol® est un bon candidat pour la valorisation de la chaleur fatale industrielle. Le concept en est au stade du développement du prototype et de l'installation de pilotes sur site. L'originalité du cycle de Turbosol® est la détente quasi isotherme de la vapeur d'eau. Ainsi, le cycle de Turbosol® est proche du cycle de Carnot. La première partie de la thèse porte sur le cycle de Carnot et la faisabilité d'une machine fonctionnant selon le cycle de Carnot. Une machine fonctionnant selon le cycle de Carnot avec de l'eau changeant de phase pendant le chauffage est modélisée, puis optimisée par maximisation de la puissance nette produite. Les variables de l'optimisation sont les températures de vaporisation et de condensation du fluide cyclé, ainsi que la répartition de la surface d'échange entre l'évaporateur et le condenseur. Puis, dans la seconde partie, le modèle de la machine de Carnot est adapté au cas particulier de Turbosol®. Cela permet de simuler le fonctionnement du prototype de Turbosol. L'étude de sensibilité aux variables de commande du modèle a permis d'identifier la température de vaporisation et le débit massique du fluide de travail comme des variables d'optimisation. Ainsi, le convertisseur est optimisé par maximisation de la puissance nette produite et par maximisation du rendement pour un rejet thermique à valoriser donné.

Détails

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Mots-clés : ENERGIE, RECUPERATION DE CHALEUR, RECUPERATION D'ENERGIE
Date de mise en ligne : août 2017
Date d'édition : septembre 2016
Langue : FR
Type de support : Imprimé/autre
Cible(s) concernée(s) : Recherche et Innovation
Public : Monde de la recherche