Thèse soutenue

Etude des conditions d’écoulement dans une turbine radiale opérant à haute pression, haute température et haute vitesse
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Auteur / Autrice : Joëlle Najib
Direction : Chakib Bouallou
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Energétique et génie des procédés
Date : Soutenance le 14/12/2022
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Efficacité Énergétique des Systèmes. Paris
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
Jury : Président / Présidente : Monica Siroux
Examinateurs / Examinatrices : Chakib Bouallou, Maroun Nemer, Amélie Danlos
Rapporteurs / Rapporteuses : Petar Saebev Varbanov, Vincent Lemort

Résumé

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Le développement de solutions permettant d'électrifier les voitures est un enjeu majeur sur le plan environnemental. D'importants efforts de recherche ont été réalisés dans l'industrie automobile sur les nouveaux carburants et les nouvelles chaînes de traction hybride électrique afin de réduire les émissions de carbone des véhicules. Les systèmes de turbines à gaz ont été identifiés comme l'un des meilleurs convertisseurs d'énergie potentielle pour les chaînes de traction hybride série (SHEV). Le cycle qui nous intéresse dans cette thèse est celui d'une turbine à gaz (avec compression refroidie, régénérateur et réchauffement durant la détente (IRReGT)) car il offre un rendement et une densité de puissance élevés ainsi qu'une consommation de carburant réduite. La présente thèse propose une nouvelle configuration d’un cycle comportant une turbine refroidie dans le but d’augmenter la température à l'entrée de la turbine et le rendement du cycle. Cette thèse s'intéresse particulièrement à la conception de cette turbine radiale refroidie, réalisée à l’aide de l’impression 3D. Il s'agit d'une turbine d'une puissance de l'ordre de 20 kW qui fonctionne à une pression de 9 bars et une température de l'ordre de 1450°C avec des vitesses de rotation allant jusqu'à 120 000 tours par minute. La turbine refroidie conçue a atteint un rendement de 74 %, avec une amélioration de 3 points par rapport au cycle de référence.