Etude de performance thermique de mousse métallique et de MCP composite pour le stockage d'énergie thermique
Auteur / Autrice : | Xusheng Hu |
Direction : | Xiao Lu Gong |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Matériaux, Mécanique, Optique, Nanotechnologie |
Date : | Soutenance le 19/01/2021 |
Etablissement(s) : | Troyes |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube) |
Partenaire(s) de recherche : | Organisme gouvernemental étranger : CSC (China Scholarship Council) |
Laboratoire : Laboratoire des Systèmes Mécaniques et d'Ingénierie Simultanée / LASMIS | |
Jury : | Président / Présidente : Rezak Ayad |
Examinateurs / Examinatrices : Xiao Lu Gong, Rezak Ayad, Tarak Ben Zineb, Olivier Sicot, Xiao-Jing Hu, Abdelatif Merabtine, Yishi Su | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Tarak Ben Zineb, Olivier Sicot |
Résumé
Le but de cette thèse est d'étudier les performances thermiques d'une mousse métallique ainsi que de ses composites avec un matériau à changement de phase (MCP) en utilisant des méthodes expérimentales et numériques. La mousse métallique étudiée possède une structure cellulaire cubique. Les effets des conditions de contact et de chaleur sur le taux de stockage de chaleur dans le composite MCP sont d’abord simulés numériquement. Ensuite, la mousse métallique avec une structure cellulaire cubique est conçue et fabriquée par impression 3D. L'étude expérimentale permet par la suite d’observer l'évolution de la fusion du MCP introduit dans la mousse métallique. Parallèlement, une méthode numérique à l'échelle des pores est utilisée pour simuler les caractéristiques de transfert thermique dans le composite MCP. Il ressort des résultats que la mousse métallique d'enrobage peut réduire le temps total de fusion du matériau MCP. Compte tenu de l'influence des paramètres de morphologie de la mousse métallique, nous avons étudié numériquement le comportement thermique de la mousse métallique en variant la porosité et la densité de pores. La dernière partie de cette thèse consiste à explorer une application de la mousse métallique dans les dissipateurs thermiques à base de MCP. Les essais expérimentaux sur composite MCP permettent d’obtenir la réponse thermique des dissipateurs thermiques. Les effets de la porosité de la mousse métallique et de la puissance du chauffage sur la réponse thermique du dissipateur thermique sont également mis en évidence.