Thèse soutenue

Développement d’un Système Chauffe-Eau Solaire Avec Poursuite Pour la Maximisation du Rendement et Réservoir de Stockage avec Isolation en Matériaux composites
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Auteur / Autrice : Idowu David Ibrahim
Direction : Yasser AlayliYskandar Hamam
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Automatique
Date : Soutenance le 17/12/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay en cotutelle avec Tshwane University of Technology
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV)
référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
Jury : Président / Présidente : François Rocaries
Examinateurs / Examinatrices : Abdulkarim Ahmed, Anish Mathew Kurien, Fadila Maroteaux
Rapporteurs / Rapporteuses : Abdulkarim Ahmed, Onyemaechi Ekechuwhu

Résumé

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Les sources d’énergies utilisées pour le chauffage de l’eau dans les bâtiments commerciaux et résidentielles sont multiples. Ces ressources sont essentiellement électriques dans les milieux urbains et utilisent le bois dans les milieux ruraux. Le pourcentage de l’énergie solaire utilisé reste assez faible. Les méthodes les utilisées pour produire l’eau chaude sont pour basés pour l’essentielle sur l’utilisation des résistances électrique ou des capteurs solaire plat. Le travail présenté dans cette thèse est basé sur l’utilisation des concentrateurs solaires pour chauffer des collecteurs d’énergie. Le rendement est augmenté par le développement de nouveau matériaux pour le stockage.La structure pour le support du collecteur a été conçue et analysée utilisant le logiciel Solidworks®. Les forces agissant sur les éléments de la structure sont simulées pour assurer la fiabilité du support lors des différentes conditions de fonctionnement. L’analyse par la méthode des éléments finis a permis la vérification de la structure utilisée pour le réflecteur et son support.Les performances énergétiques ont été simulées pour cinq ans d’opération utilisant le logiciel Matlab Simulink®. Cette simulation a été basée sur l’utilisation de trois données différentes. La première est une base de données météorologique de cinq ans en Afrique du Sud dans la Ville de Tshwane. La deuxième est un profil d’utilisation pour un foyer type. La troisième est le coût de complément de chauffage en électricité dépendant de l’heure de l’utilisation. Cette simulation a permis la validation des choix de dimensions de différents éléments du système de chauffage.Cette étude a permis le développement d’une approche pour la conception d’un système de chauffage solaire en optimisant les dimensions des différents éléments pour un foyer type et une région spécifique.De plus, nous avons conçu un autre réservoir d’eau chaude. Nous avons démontré que l'utilisation de matériaux polymères et d'autres matériaux comme le polyuréthane, le sel et l'aluminium est possible pour le développement d'un réservoir de stockage d'eau chaude en fonction de leurs propriétés inhérentes.L'extension des résultats de cette thèse améliorera encore les conceptions des technologies de concentrateurs solaires et des systèmes de chauffage solaire de l'eau. Par conséquent, certaines recommandations et suggestions sont mises en évidence afin d'améliorer la conception, l'analyse et les performances globales du système