Contexte Objectifs Organisation des travaux de recherche

PROPOSITION DE THÈSE
(mise en ligne : Septembre 2014)
« Étude expérimentale et modélisation d’un système de climatisation automobile
multi-évaporateurs utilisant des fluides à faible impact environnemental »
Contexte
Avec l’avènement des véhicules hybrides plug-in, voire tout électrique (type HEV/PHEV/EV) et la nécessité
d’une augmentation de l’autonomie et de l’énergie volumique des batteries de traction, leur refroidissement au
cours du roulage devient nécessaire pour garantir leur fiabilité et leur durabilité.
Pour ces véhicules, le système de production de froid peut avoir à alimenter deux évaporateurs pour la
climatisation de l’habitacle (HVAC au rang 1 et rang 2) ainsi qu’un refroidisseur de liquide pour le
refroidissement de la batterie de traction. Ce type de refroidisseur multi-évaporateur présente un certain nombre
de verrous technologiques qu’il convient de lever liés au dimensionnement des éléments dans un contexte de
réduction de la charge en fluide frigorigène et au contrôle - commande de tels systèmes.
Objectifs
L’objectif principal est le dimensionnement optimal des composants des boucles frigorifiques. Cet impératif
industriel est sublimé par la volonté de réduction de l’émission de gaz à effet de serre. Ainsi, les objectifs retenus
sont les suivants :
 Développer une méthodologie de conception, dimensionnement et optimisation vis-à-vis de
l’énergétique du véhicule de la boucle de climatisation ;
 Définir les modes de réalisation de chaque fonction (conditionnement d’air, refroidissement de la
batterie, ..) associés à chaque scénario d’usage et chaque type de véhicule (HEV/PHEV/EV) et
déterminer les règles de conception ;
 Intégrer les travaux déjà réalisés sur les fluides zéotropes (à faible GWP) et évaluer l’impact de leur
emploi sur le dimensionnement, le fonctionnement et les performances de la boucle.
Organisation des travaux de recherche
Au cours de la thèse, on se propose de réaliser les objectifs retenus en utilisant une double approche
expérimentale et théorique. Les travaux s’organiseront autour de sept taches principales :
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Etude bibliographique de l’état de l’art des architectures des systèmes de climatisation et des méthodes
de dimensionnement, et notamment, analyser l’impact de l’usage de deux évaporateurs avec deux
fluides secondaires différents (air et eau) ;
Développement d’un outil de simulation pour concevoir et dimensionner la boucle de climatisation afin
de définir les architectures les mieux adaptées aux différents cas d’usage et les règles de conception ;
Evaluation sur banc système de la boucle de climatisation et comparaison avec le modèle numérique ;
Développement d’un modèle dynamique de la boucle de climatisation et de la procédure d’optimisation
de charge et définition des orientations de l’évolution des autres procédures de validation ;
Identification des performances dynamiques de la boucle, établissement des lois de contrôle en fonction
des scénarii d’usage et en fonction du véhicule (HEV/PHEV/EV) et évaluation de l’impact sur
l’énergétique du véhicule ;
Application du modèle dynamique aux fluides zéotropes et évaluation de l’impact sur le
dimensionnement, le fonctionnement et les performances ;
Rédaction du mémoire de thèse.
Pour plus d’informations (déposer votre CV et lettre de motivation) contacter Philippe Haberschill à l’adresse :
[email protected]