Contribution à l'étude du couplage thermo-mécanique entre un émetteur de chauffage et son environnement

Contribution to the study of thermo-mechanical coupling between an heating emitter and its environment

• Auteur / Autrice : Cédric Hemmer
• Direction : Catalin Viorel Popa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences - STS
• Date : Soutenance le 04/12/2015
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de Recherche en Sciences Pour l’Ingénieur (GRESPI) EA 4694 (Reims, Marne)
• Jury : Président / Présidente : Gérard Pineau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catalin Viorel Popa, Guillaume Polidori, Anne Sergent, Serge Russeil
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christophe Ménézo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermodynamique

Analyse thermique

Chauffage électrique

Mots clés libres

Emetteur de chaleur

Cfd

Piv

Heating emitter

Cfd

Piv

Résumé

Les appareils de chauffage électrique, qui peuvent paraître relativement simples au premier abord car constitués uniquement d’une résistance chauffante électrique encapsulée dans une enveloppe métallique, sont en réalité des échangeurs de chaleur beaucoup plus complexes. Outre la partie régulation, en charge de déterminer à chaque instant la quantité d’énergie à apporter à la pièce pour fournir les températures d’air souhaitées, l’appareil doit assurer une uniformité des températures et des vitesses d’air cohérentes avec le confort thermique désiré et ce, quels que soient son mode de fonctionnement et les conditions thermiques extérieures. De cette bonne répartition des températures et des vitesses d’air découlera un bon niveau de confort thermique, gage d’une consommation énergétique sobre et maîtrisée. L’objectif de la thèse est donc de mieux comprendre dans une première phase les phénomènes thermo-aérauliques agissant à l’échelle du radiateur et dans une deuxième phase ceux agissant à l’échelle de la pièce. Pour améliorer cette compréhension, un outil de simulation numérique qui pourra servir à la conception des radiateurs par la société CAMPA a été développé.

The electric heating devices, which can seem relatively simple at first sight because composed only by an electric heating resistance in a metallic box, are in reality much more complex heat exchangers. Besides the regulation process part the role of which is to determine at every moment the quantity of energy to bring to the room to supply the desired temperatures of air, the device has to ensure a uniformity of temperatures and velocities of air in agreement with the thermal comfort wished, whatever his way of functioning and the outside thermal conditions. This good distribution of temperatures and velocities of air will give a good thermal comfort level which is the condition of a sober and controlled energy consumption. The objective of this thesis is thus to better understand in a first phase the thermo-aeraulics phenomena acting on the scale of the radiator and in the second phase those acting on the scale of the room. To improve this understanding, a tool of digital simulation which can be used to the conception of radiators by the company CAMPA has been developed.