Etude numérique et expérimental d'une cavité de réception d'un moteur Stirling

Abstract

résume La thèse présentée à travers ce manuscrit s’inscrit dans la catégorie des travaux d’investigation et de recherche entrepris dans la filière du solaire thermodynamique à concentration. Les différentes brochures de cette étude visent à mettre au point une méthodologie expérimentale et analytique ayant pour objectif, l’analyse thermique du dish solaire constitué d’un paraboloïde solaire et un récepteur sur lequel est monté un moteur Stirling. Dans le souci d’atteindre cet objectif, deux étapes principales ont été effectuées. La première étape consiste dans son premier volet, à réaliser un concentrateur parabolique d’une surface d’ouverture de 1.67m² et un mécanisme de poursuite solaire de type altazimutal. Cette réalisation est suivie en deuxième volet d’une caractérisation géométrique, optique et thermique du concentrateur permettant la détermination de sa distance focale réelle ainsi que son coefficient de concentration. Dans ce même volet, une approche analytique est développée et mise sous un programme de calcul élaboré sous MATLAB, offrant la possibilité de prédire la distribution de la température et du flux au niveau de la zone focale. Cette étape est associée à une modélisation simultanée du concentrateur et du récepteur par le code SOLTRACE. Les résultats affichés à travers cette étape montrent une bonne concordance entre l’analyse expérimentale et analytique du concentrateur parabolique. La deuxième étape est consacrée dans sa première partie, à la conception d’un récepteur solaire à cavité cylindrique dont les dimensions sont inspirées des résultats obtenus à travers la première étape. La mise au point d’un tel récepteur a exigé un choix rigoureux des différents matériaux utilisés, dans l’optique d’atteindre des rendements thermique acceptables. En deuxième partie de cette étape, le récepteur conçu a fait l’objet d’une analyse thermique sous différentes conditions d’exploitation permettant de déterminer son efficacité thermique ainsi que le flux utile. De même, des tests expérimentaux du récepteur à cavité ont été effectués selon la procédure d’expérimentation décrite en fin du chapitre cinq. Les résultats expérimentaux et analytiques sont confrontés et une conclusion générale est tirée.