Description

Dans l’industrie, les échangeurs de chaleur les plus utilisés sont ceux en métal. Lors de leur utilisation, les échangeurs de chaleur à base de métal peuvent être confrontés à de nombreux problèmes, à savoir le risque de corrosion, les coûts de maintenance élevés et l’encrassement qui peuvent entraîner une diminution des performances énergétiques.
Pour pallier à ce problème, les chercheurs ont étudié la possibilité d’utiliser des matériaux biodégradables à base de résine époxy ou polymère, notamment pour les échangeurs de chaleur à plaques. Même si le rendement énergétique sera très réduit, en raison des propriétés thermophysiques moins favorables (faible conductivité thermique), ce type d’échangeurs de chaleur est très prometteur car ils permettent de résoudre tous les problèmes de corrosion ainsi que ceux liés à l’encrassement. De plus, ils peuvent être la seule solution possible, notamment lorsque l’appareil vise à refroidir une solution corrosive. L’objectif de ce stage est donc de développer des échangeurs de chaleur à plaques à base d’époxy renforcés par des fibres naturelles (renfort mécanique) tout en explorant la possibilité d’améliorer leur comportement et leur efficacité thermique. Le stage vise également à étudier leur dégradation thermique puisqu’ils sont exposés à un risque important de combustion (limitation de température, risque d’être exposé à des réactions chimiques exothermiques). Les échangeurs de chaleur en question seront dopés avec un minéral (poudre de SiC) qui augmenterait considérablement la conductivité thermique et donc l'efficacité énergétique. Pour pallier aux problèmes de combustion et renforcer la protection de l'appareil, les échangeurs de chaleur à plaques seront recouverts d'un produit ignifuge. Les additifs ignifuges ainsi que la charge de poudre de SiC doivent être évalués en ce qui concerne l'augmentation de la capacité de libération de chaleur et de la conductivité thermique.

Pour résumer, le but de cette thèse de doctorat est d'explorer le comportement thermique d'échangeurs de chaleur à base d'époxy à l'aide d'analyses expérimentales. La première étape consiste à développer des échangeurs de chaleur à plaques à base d'époxy en utilisant le procédé de moulage par transfert de résine sous vide (VBRTM). Le dispositif biosourcé est composé de Greenpoxy et de fibres naturelles (bambou et lin). Pour améliorer l'inflammabilité du matériau et la conductivité thermique, un produit ignifuge et de remplissage sera ajouté. Une fois le matériau fabriqué, un test d'analyse thermogravimétrique (ATG), une étude cinétique et un test sous flux de chaleur radiant à l'aide du thermocouple de type K seront effectués. Cette étude nous permet de comprendre le comportement thermique, le paramètre cinétique et les performances de libération de chaleur

Compétences requises

Bonne formation scientifique et technologique et compétences relationnelles avérées telles que l'autonomie, la rigueur, l'ouverture d'esprit, la méthodologie, la flexibilité, la capacité de travail, la sociabilité, l'esprit d'analyse et de synthèse. Il/Elle devra être capable de travailler de manière autonome en tenant compte des suggestions de l'équipe dans laquelle il/elle sera intégré(e). Des connaissances spécifiques liées à la mécanique des fluides, à la CFD, à la combustion et au feu sont attendues

Mots clés

Échangeurs de chaleur à plaques Conductivité thermique Résistance au feu Dégradation thermique