Thermodynamique environnementale appliquée à l'étude d'écoulements diphasiques dans les machines thermiques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2020

Thermodynamique environnementale appliquée à l'étude d'écoulements diphasiques dans les machines thermiques

Résumé

L’attention croissante portée aux conséquences de l’activité humaine sur l’état de notre environnement modifie les méthodes d’évaluation de performance et d’efficacité des machines inventées par l’homme. Dans une première partie, je présente comment l’approche thermodynamique classique, reposant sur l’analyse des bilans d’énergie, s’enrichit de bilans de masse supplémentaires nécessaires à l’évaluation environnementale. L’approche énergétique présente une analogie forte avec l’analyse en cycle de vie, méthode d’évaluation de la performance environnementale de machine et le premier chapitre dresse un tableau des points de convergences et des différences entre l’analyse en cycle de vie, et la thermodynamique classique. La seconde partie est plus spécifiquement dédiée à l’étude des bilans de matière pour le volet environnemental. Ces bilans de matières portent sur des écoulements diphasiques: de l’air, des composés gazeux condensables, des particules solides ou liquides, évaporables ou non. Je présente les phénomènes physiques qui régissent l’évolution de ces particules dans l’air puis j’aborde la question du couplage entre les phases du fait des transferts de masse et d’énergie. Dans la troisième partie, l’approche systémique est appliquée à diverses machines thermiques. Les travaux réalisés sur la caractérisation chimique et énergétique, des phases particulaire et gazeuse associées aux machines thermiques sont présentés. En sortie d’atomiseurs ou de moteurs, je montre comment des particules évoluent sous l’influence de leur environnement et des échanges entre phases. Dans une troisième partie, j’illustre à partir de travaux d’observation sur l’usage des machines les contributions apportées sur les questions de maîtrise de la consommation d’énergie. Je décline l'approche thermoéconomique sur la brumisation et discute de la mesure de performance pour les systèmes de refroidissement passif. Je présente les problèmes posés par le croisement des bilans matières et énergie et leur impact sur l'appréciation de rendement sur un exemple de valorisation de la biomasse. L’unification de approches énergétiques et environnementales comme outil d’optimisation de systèmes reste largement à approfondir et ce rapprochement constitue les perspectives de mes travaux de recherche à court et moyen terme.
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Dates et versions

tel-03321087 , version 1 (17-08-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03321087 , version 1

Citer

Stéphanie O.L. Lacour. Thermodynamique environnementale appliquée à l'étude d'écoulements diphasiques dans les machines thermiques. Thermique [physics.class-ph]. Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM), 2020. ⟨tel-03321087⟩
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