Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université Médéa -Yahia Farès
Affiliation
Institut des Sciences et de la Technologie
Auteur
BELGROUN, Zoubir
Directeur de thèse
HATTI MUSTAPHA (Docteur)
Co-directeur
HANINI SALAH (Professeur)
Filière
Génie des procèdes
Diplôme
Doctorat LMD
Titre
Étude, synthèse et modélisation de la réfrigération magnétique pour la liquéfaction de l’hydrogène"
Mots clés
réfrigération magnétique ; liquéfaction d’hydrogène synthèse ; modélisation ; optimisation.
Résumé
Le secteur de l’énergie est confronté à plusieurs contraintes majeures, la décroissance énergétique, l’accroissement de la demande et l’accélération du réchauffement climatique. Le recours à l’hydrogène comme vecteur énergétique, et son utilisation via une pile à combustible, peuvent apporter des réponses adaptées à ces défis. L’hydrogène est un vecteur énergétique, une fois produit, il peut être stocké, transporté et utilisé comme l’électricité. L’hydrogène, en tant que vecteur énergétique, peut aussi permettre de produire plus efficacement électricité et chaleur, de stocker massivement de l’électricité, de prolonger l’autonomie des véhicules électriques et enfin d’alimenter des dispositifs à piles à combustible pour alimenter en puissance électrique des sites stratégiques. L’hydrogène, en tant que vecteur énergétique est pressentit ces dernières années comme un bon moyen de pallier l’intermittence des énergies renouvelables, appelées à prendre une place déterminante dans le mix énergétique. L’intérêt de l’hydrogène en tant que vecteur énergétique, inépuisable et non polluant, est limité aujourd’hui par ses modes de production, aujourd’hui essentiellement à partir d’énergies fossiles, car l’hydrogène ne se trouve pas à l’état naturel, de même que du point de vue encombrement, dans les conditions normales de température et de pression (CSTP) 1 bar, 20°C, l’hydrogène occupe un volume de 333 litres/kWh et dans les mêmes conditions, l’essence occupe 0,1 litre/kWh. Les meilleures performances en termes de masse et de volume semblent venir des techniques de stockage cryogénique de l’hydrogène sous forme liquide, mais restent d’importants problèmes à résoudre. L’objectif principal de la thèse serait d’étudier et de faire une synthétise complète de la technologie de la réfrigération magnétique pour la liquéfaction de l’hydrogène, dédier à l’application des piles à combustible. Cette étude se focalisera sur une approche globale dans laquelle seront étudiés et maîtrisés les différents aspects de cette technologie. Il serait question d’aborder l’étude des différents aspects de la réfrigération magnétique et des matériaux magnétocaloriques, de cerner ses problèmes magnétiques, mécaniques, thermiques et fluidiques, de dégager les paramètres importants caractérisant le pouvoir magnétocalorique, de développer une modélisation de l’effet magnétocalorique, d’en faire des comparaisons, d’essayer d’optimiser les sources de champs, d’évaluer les performances du système magnétocalorique et des échanges thermiques, d’analyser les résultats pour une application à la production d’hydrogène liquide et d’en tirer des conclusions. L’étude se fera avec un objectif à réaliser un dispositif de réfrigération magnétique de laboratoire.
Statut
Validé