Présentation de la société : CNRS
Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.
Missions
Sujet de thèse :
Contexte
Dans un contexte de transition énergétique et de décarbonations de l’industrie, la valorisation de chaleur fatale constitue un enjeu technologique et environnemental majeur. Cette chaleur reste encore largement sous-exploitée notamment du fait du manque de solutions technico-économiques efficaces à petite échelle (puissances inférieures à 100 kW) .
Une des voies de valorisation est la conversion de ces chaleurs en électricité à l’aide de cycles moteurs. Cependant les machines de détente (turbines ou machines volumétriques) présentent des limitations importantes à ces faibles puissances :
- Les turbomachines perdent en rendement à cause de débits volumiques très faibles.
- Les machines volumétriques rotatives (Scroll, Roots, etc.) nécessitent une lubrification complexe et contraignante, avec des débits de fuites internes et des contraintes de maintenance.
- Pour certaines machines volumétriques, les rapports de détente fixes contraignent les conditions opératoires limitant leur adaptation à des sources thermiques variables.
La machine de détente proposée est constituée :
- de chambres de détente à membrane, qui permettent une expansion efficace du fluide de travail sans risque de fuites,
- d’un alternateur linéaire, transformant directement le mouvement alternatif en électricité,
- d’une commande électronique intelligente, permettant de réguler le cycle de manière optimale.
Cette thèse rentre dans le cadre d’un travail collaboratif qui inclut 3 laboratoires (IES-Montpellier, PROMES-Perpignan, LaTEP-Pau) et une start-up (EXTRAJOOL-Bordeaux) aux compétences complémentaires.
Les objectifs de la thèse sont :
- Définir un dimensionnement de la machine de détente et de ces conditions opératoires pour optimiser le couplage avec l’alternateur linéaire à l’aide d’un outil de simulation de l’ensemble de la machine qu’il faudra développer.
- Caractériser expérimentalement les performances de la machine de détente alternative à membrane couplée à un alternateur linéaire avec de l’air comprimé à différent niveau de pression et de température ;
- Valider le modèle numérique de la machine complète ;
- Identifier les pistes d’am
Conditions particulières d'exercice
Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers) , en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.
Profil recherché
Contraintes et risques :