Modélisation d'un coeur de pile au gaz naturel

par Michel Bernier

Thèse de doctorat en Mathématiques

Sous la direction de Raphaële Herbin.


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  • Résumé

    Une pile a combustible est un generateur d'energie electrique qui permet de transformer directement l'energie chimique du combustible en energie electrique. L'attrait des piles a combustible reside principalement dans les hauts rendements thermodynamiques des processus electrochimiques mis en oeuvre (de l'ordre de 80-90%) en cogeneration electricite-chaleur. Le developpement et le test de piles a oxydes solides met en oeuvre des materiaux couteux et des techniques experimentales pointues. Comme toujours dans pareil cas, la simulation est un outil attrayant. A partir de travaux existant sur la simulation d'une cellule unite, nous proposons un modele etendu a un empilement constitue d'un grand nombre de cellules. La simulation peut ainsi etre utilisee pour le developpement de systemes complets. Pour ce faire, on ne peut resoudre les equations fines utilisees sur la cellule unite en raison de la puissance de calcul des ordinateurs actuels et de leur capacite memoire limitees. Deux approches ont ete etudiees et comparees : l'utilisation des techniques d'homogeneisation, ou la cellule unite est vue comme un point ou un materiau homogene. La determination d'un comportement effectif d'une cellule unite, a partir d'un modele numerique de celle ci. La discretisation des equations obtenues par les deux approches a permis le developpement informatique d'un modele tenant compte des principaux phenomenes electrochimiques et thermiques mis en jeu. Le code resultant permet la simulation numerique en 3 dimensions d'espace du fonctionnement d'un coeur de pile au gaz naturel.

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Informations

  • Détails : 134 p
  • Annexes : Bibliogr.: p. 131-134

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