Caractérisation et modélisation magnétothermique appliquée à la réfrigération magnétique

Thermal Characterization and modeling applied the magnetic refrigeration

• Auteur / Autrice : Ulrich Legait
• Direction : Afef Kedous-Lebouc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologie industrielles
• Date : Soutenance le 18/02/2011
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Carmen Vasile
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Fruchart, Vincent Hardy, Jean-Paul Yonnet, Vincent Berment, Luca Perniola
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Nika, Osmann Sari, Margareta Bergendahl norell

Mots clés

Mots clés libres

Thermique-fluidique

Réfrigération magnétique

Matériaux magnétocalorique

Modélisation numérique

FLUENT

Thermal

Magnetic refrigeration

Magnetocaloric materials

Numerical modeling

FLUENT Software

Résumé

La réfrigération magnétique est une technologie innovante de production de froid, qui peut remplacer la technique classique de compression-détente de fluides frigorigènes. Son principe est basé sur l'effet magnétocalorique qui se traduit par le refroidissement ou l'échauffement de certains matériaux sous l'action d'un champ magnétique. Ce travail de thèse s'est déroulé dans le cadre d'un projet « CARNOT Energies du futur » et s'oriente vers l'étude magnétothermique et fluidique de systèmes de réfrigération. Pour cela, un outil numérique a été développé à l'aide du logiciel FLUENT afin de décrire le comportement thermique de différents régénérateurs, cœur même des systèmes de RM. En parallèle, deux systèmes de réfrigération magnétique ont été développés et améliorés, chacun d'eux présentant des performances intéressantes. Ces résultats ont permis de comprendre et définir les facteurs les plus influents sur leurs performances, et en déduire ainsi leurs conditions de fonctionnement optimales

The magnetic refrigeration is an innovative technology of production of cold, which can replace the refrigerants classic compression-relaxation technique. Its principle is based on the magnetocaloric effect which leads to the cooling or the heating of certain materials under the effect of a magnetic field. This thesis work took place within the framework of a project named '' CARNOT Energies of future'', and turns to the magnetothermal and fluidic study of refrigeration systems. For that purpose, a digital tool was developed using the FLUENT software to describe the thermal behavior of various regenerators, heart of the MR systems. In parallel, two magnetic refrigeration systems were developed and improved, each of them bringing interesting performances. These results allowed to understand and to define the most influential factors on their performances, so as to deduct their optimal operating conditions.