Thèse soutenue

Développement d'un tube à gaz pulsé très haute fréquences

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Auteur / Autrice : Diogo Carvalho Lopes
Direction : Alain Ravex
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des fluides, procédés, énergétique
Date : Soutenance le 27/09/2011
Etablissement(s) : Grenoble
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information (Grenoble ; 1967-....)
Jury : Président / Présidente : Pascal Tixador
Examinateurs / Examinatrices : Alain Ravex, Jean-Marc Duval, James Butterworth, Christophe Daniel
Rapporteur / Rapporteuse : Grégoire Bonfait, Alphons De Waele

Résumé

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Les pulses tubes sont des cryoréfrigérateurs similaires aux machines Stirling mais sans pièce mobile à froid, ce qui diminue les vibrations et augmente leur fiabilité. Toutes ces caractéristiques sont les bienvenues pour les applications spatiales, un domaine où le poids et la taille de la machine sont critiques. C'est dans ce cadre qui s'insère la recherche sur la miniaturisation des pulses tubes ; pour le réussir, on peut diminuer le volume déplacé pendant un cycle de la machine, en augmentant simultanément la fréquence d'opération. Pour savoir quels sont les limitations à l'augmentation de fréquence, des simulations sur le comportement du régénérateur et l'inertance à très hautes fréquences ont été faits; une étude expérimentale sur les pertes thermiques dans le tube a été aussi élaborée; et, finalement, des prototypes de pulse tube ont été dimensionnés et caractérisés, l'un desquels satisfait les spécifications initialement données : 0.25 W à 120 K avec 20 W puissance mécanique, à 100 Hz.