Steve DJETHEL-GOTHE : "Modélisation et réalisation d'une machine réceptrice de Stirling pour la production de froid"

Travaux de thèse de Steve DJETHEL-GOTHE : "Modélisation et réalisation d'une machine réceptrice de Stirling pour la production de froid"

Résumé : La production de froid est largement dominée par les machines à compression de vapeur utilisant des fluides frigorigènes connus avoir un fort Potentiel de Réchauffement Global. Suite aux directives internationales visant à supprimer ces gaz nocifs, la machine Stirling frigorifique utilisant un gaz neutre s’avère une alternative. Très utilisée en cryogénie et dans certains domaines de niche, elle est moins répandue en réfrigération pour des températures intermédiaires (-60 °C à l’ambiante). Cette thèse est organisée en quatre parties : 1) Etat de l’art sur la machine Stirling frigorifique moderne. 2) Conception et réalisation d’un prototype ayant trois points forts : production de froid pour des températures intermédiaires avec de l’azote comme gaz de travail, usage des pièces réalisées par prototypage 3D métallique et emploi d’un accouplement magnétique sur l’arbre de sortie du vilebrequin. 3) Réalisation des essais expérimentaux de caractérisation puis de production de froid à différentes pressions et vitesses. Pour une pression de remplissage d’azote à 16 bar et une vitesse 580 tr.min-1, la production de froid est : 280 W à -44°C avec un COP de 0,23 ; 530 W à 0°C avec un COP de 0,50 ; 600 W à 18°C avec un COP de 0,65. La machine présente une efficacité maximale de 7,7% à -30°C pour 344 W de froid produit et un COP de 0,29. 4) Modélisation du prototype par le logiciel SAGE. Les simulations ont donné des résultats thermodynamiques très proches de l’expérimentation en termes de COP de Carnot. Le manuscrit de cette thèse constitue une cartographie complète du prototype réalisé au sein du département Energie de FEMTO-ST.

Composition du Jury : François LANZETTA, Professeur des Universités, Université Bourgogne - Franche-Comté, Directeur de thèse

Mme Lavinia GROSU Maître de conférences, IUT de Ville d'Avray, Université Paris Nanterre, Rapporteure

Mme Christelle PERILHON, Maître de conférences, Cnam EPN1 Bâtiment/Energie, Rapporteure

Benjamin REMY, Professeur des Universités, LEMTA CNRS UMR - 7563, Examinateur

Mme Sylvie BEGOT Maître de conférences, Université Bourgogne - Franche-Comté, Examinatrice

Eric GAVIGNET Maître de conférences, Université Bourgogne Franche-Comté, Examinateur

Philippe DESEVAUX, Professeur Université Bourgogne Franche-Comté, Examinateur

Pascal STOUFFS, Professeur IUT des Pays de l'Adour, Examinateur

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