Propulsion magnetohydrodynamique en eau de mer

par DAMIEN CONVERT

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de J.-P. THIBAULT.

Soutenue en 1995

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    L'idee simple d'utiliser les forces de laplace pour propulser en eau de mer un navire est apparue des les annees 1960. Les performances etaient alors trop limitees par les inductions des aimants a bobinage classique. Le developpement d'aimants supraconducteurs de grand volume et a forte induction, jusqu'a 10 tesla, relance l'interet de cette propulsion magnetohydrodynamique qui, en supprimant toute piece mecanique mobile, presente une grande furtivite. Cette etude concerne les propulseurs a conduction, c'est a dire que le champ electrique et le courant qui interagissent avec le champ magnetique sont appliques dans le fluide par des electrodes. Une approche globale du systeme propulsif montre que les couplages entre les aspects hydrodynamiques, electromagnetiques et electrochimiques sont faibles. L'etablissement detaille du bilan de quantite de mouvement, conjugue avec diverses expressions de l'equation de bernoulli et de la loi d'ohm, permet de construire un modele unidimensionnel simple. Une demarche d'optimisation des performances amene a considerer une geometrie annulaire s'integrant bien au navire. Dans une seconde partie, les limitations de la modelisation unidimensionnelle sont mises en evidence en plusieurs points. Tout d'abord, l'ecoulement amont est aborde par un calcul en fluide parfait qui montre la non uniformite des vitesses en entree du propulseur, et ces consequences possibles. D'autre part, le couplage entre un modele mecanique et un modele electromagnetique dans deux plans distincts est applique a la propulsion en mode externe. Ce systeme apparait moins performant que ceux envisages precedemment mais il presente de grands avantages par la simplicite du bobinage supraconducteur. Le couplage entre electrochimie et mecanique des fluides est aborde grace a un pilote experimental d'electrolyse en ecoulement realise lors de ce travail. L'etude des reactions aux electrodes montre la difficulte a privilegier un type de degagement. La validation de methodes video sous microscope permet l'analyse des microbulles d'electrolyse


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Informations

  • Détails : 171 P.
  • Annexes : 55 REF.

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