Nantilus
Caractérisation des propriétés thermo-radiatives de mousses à structure numériquement contrôlée : vers le design d'absorbeurs solaires
Dans le cadre de l'ANR SEED OPTISOL, le Laboratoire de Thermocinétique de Nantes (LTN) a eu pour mission d orienter la conception d absorbeurs solaires innovants basés sur des mousses réfractaires poreuses. L'objectif est d'aider les élaborateurs (laboratoire CIRIMAT, société SiCAT) à...
| Auteurs principaux : | , , , , , , , , |
|---|---|
| Collectivités auteurs : | , , , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Caractérisation des propriétés thermo-radiatives de mousses à structure numériquement contrôlée : vers le design d'absorbeurs solaires / Simon Guévelou; sous la direction de Benoit Rousseau ; co-directeur de thèse Jérôme Vicente ; co-encadrant de thèse Gilberto Domingues |
| Publié : |
2015 |
| Description matérielle : | 1 vol. (218 p.) |
| Condition d'utilisation et de reproduction : | Publication autorisée par le jury |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Sciences pour l ingénieur, énergétique, thermique, combustion : Nantes : 2015 |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduit comme:
Caractérisation des propriétés thermo-radiatives de mousses à structure numériquement contrôlée |
| Particularités de l'exemplaire : | BU Sciences, Ex. 1 : Titre temporairement indisponible à la communication |
| Résumé : | Dans le cadre de l'ANR SEED OPTISOL, le Laboratoire de Thermocinétique de Nantes (LTN) a eu pour mission d orienter la conception d absorbeurs solaires innovants basés sur des mousses réfractaires poreuses. L'objectif est d'aider les élaborateurs (laboratoire CIRIMAT, société SiCAT) à mettre au point des mousses ayant des propriétés radiatives sélectives (absorbantes dans le domaine du visible, faiblement émissives dans le domaine de l'infrarouge) à partir d'objectifs énergétiques fixés par le laboratoire PROMES. Ces mousses doivent permettre d alimenter en air chaud une turbine à gaz produisant de l'électricité. Ce sujet sur le développement d'énergie renouvelable présente un fort potentiel de développement. Durant cette thèse, le LTN s est proposé, en collaboration avec l'IUSTI de Marseille, d'élaborer par méthodes numériques des mousses dont les microstructures sont contrôlées (porosité, surface volumique, géométrie/ dimension des pores et des brins). Nous pouvons disposer alors d un jeu conséquent de mousses à partir duquel nous avons fait le lien entre les propriétés radiatives et les paramètres texturaux principaux via un code numérique iMorphRad, (C++, méthode de Monte-Carlo par lancer de rayon). Nous avons établi des lois robustes liant les propriétés radiatives (absorptance, coefficient d'absorption, coefficient de diffusion, fonction de phase) aux paramètres texturaux principaux. Les résultats de cette approche numérique permettent in fine de valider les modèles analytiques permettant de déterminer le rendement optimal de conversion solaire-chaleur via le choix judicieux d une mousse à propriétés texturales maitrisées. As part of the ANR SEED OPTISOL the Laboratoire de Thermocinétique de Nantes (LTN) was tasked to guide the design of innovative solar absorbers based on refractory open-cells foams. The goal is to help material science research teams (laboratory CIRIMAT, Sicat company) to develop foams having selective radiative properties (high absorptivity in the visible range, low emissivity in the infrared range) from energy requirements set by the PROMES laboratory. These foams must allow to supply hot air to a gas turbine to produce electricity. This topic on renewable energy development has great potential for development. During this thesis, the LTN has developed, in collaboration with the laboratory IUSTI at Marseille, some numerical methods for designing foams with prescribed microstructure (porosity, density surface geometry / pore size and strands). We can then have a consistent set of foams from which we made the link between the radiative properties and major textural parameters through a numerical code iMorphRad, (C++, Monte-Carlo ray tracing). We have established robust laws connecting radiative properties (absorptance, absorption coefficient, scattering coefficient, scattering phase function) to the main textural parameters. The results of this numerical approach allows ultimately the validation of analytical models to determine the optimal solar-heat conversion through a judicious choice of a foam with pertinent textural properties. |
|---|---|
| Variantes de titre : | Characterization of the thermal-radiative properties of foams with numerically controlled structures: towards the design of solar absorbers |
| Notes : | Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur, Géosciences, Architecture (SPIGA) (Nantes) Partenaire de recherche : Laboratoire de thermocinétique (Nantes) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Gilles Flamant (Président du jury) ; Pascal Boulet, Lingai Luo (Membre du jury) ; Laurent Pilon, Marc Prat (Rapporteurs) |
| Bibliographie : | Bibliogr. 17 p. |