Castelan, Anne (2017). Modélisation de composants d'extraction de la chaleur. Application à l'optimisation de système d'électronique de puissance.
Résumé en francais
Avec le remplacement des réseaux hydrauliques et pneumatiques à bord des aéronefs par des réseaux électriques, le nombre
d'équipements embarqués pour assurer un bon fonctionnement augmentera. Le passage à un avion entièrement électrique
permettrait de réduire les couts de production et fonctionnement, assurerait une meilleure fiabilité des systèmes, et
réduirait l'impact écologique de la circulation d'un tel appareil. En effet, un tel avion serait plus léger qu'un avion
actuel. Pour s'assurer de cela, il est nécessaire de réduire la masse des équipements embarqués servant à la gestion, la
mise en forme, la distribution d'énergie électrique. Le dimensionnement et l'optimisation de la masse des équipements
embarqués est donc une problématique fondamentale dans le développement de l'avion plus électrique. Cette masse est
majoritairement fixée par les systèmes de refroidissement lorsque l'on considère des systèmes de conversion d'énergie.
Parmi l'ensemble des systèmes de refroidissement disponibles et dédiés au refroidissement des convertisseurs statiques, deux
grandes technologies ont été sélectionnées, dans l'objectif d'en produire des modèles dédiés à des routines d'optimisation.
Les dissipateurs à ailettes droites en convection forcée, ainsi que les systèmes associant dissipateurs à ailettes et
caloducs seront modélisés au cours de ces travaux de thèse. Des modèles analytiques de ces systèmes de refroidissement
seront proposés, dans l'optique de pouvoir optimiser au mieux leur masse tout en assurant un bon fonctionnement thermique.
Même si de nombreuses méthodes de dimensionnement et d'optimisation dédiées aux systèmes de refroidissement existent, notre
choix de modélisation s'est porté sur une représentation analytique. En effet, ce type de modélisation est déduit d'une
résolution exacte de l'équation de la chaleur pour représenter des configurations géométriques et thermiques simples. Les
configurations sélectionnées correspondent à des configurations simples à modéliser analytiquement. L'avantage de tels
modèles réside dans le fait que le comportement thermique de systèmes de refroidissement, i.e de la température de la source
de chaleur à l'ambiant, est une fonction des paramètres géométriques, des matériaux et des conditions environnementales des
systèmes de refroidissement. Ce sont donc des modèles très rapides d'exécution qui donnent une solution exacte du
comportement thermique des dissipateurs modélisés. Ils présentent donc un réel intérêt dans l'optique d'optimiser la masse de ces systèmes.
Sous la direction du : | Directeur de thèse |
---|
Meynard, Thierry | Dutour, Sébastien | cogo, Bernardo |
|
---|
Ecole doctorale: | Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET) |
---|
laboratoire/Unité de recherche : | Laboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE), UMR 5213 |
---|
Mots-clés libres : | Dissipateur thermique - Modélisation analytique - Convertisseur de puissance - Optimisation - Simulation par élément finis |
---|
Sujets : | Sciences de l'ingénieur |
---|
Déposé le : | 11 Sep 2018 09:14 |
---|