Description du projet

Sujet encadré et suivi par M. Anwar BACHNAK dans le cadre du Master recherche Energies renouvelables.

L’énergie collectée par une éolienne est habituellement transférée via un réducteur à engrenages à un générateur électrique. Sur les champs d’éoliennes, l’énergie est directement injectée dans le réseau. Dans les installations individuelles où les puissances produites sont relativement plus modestes, et bien que l’électricité collectée peut également être injectée dans le réseau, l’autoconsommation peut s’avérer préférable, voire obligatoire selon les législations des pays. Dans ce cas, l’énergie sera stockée en batteries qui restent un dispositif contraignant (coût, encombrement, maintenance…) sans compter des problèmes environnementaux qui résident dans la fabrication et leur démantèlement une fois usagées pour leur recyclage.
Les habitations étant en majorité déjà équipées de ballons d’eau chaude, l’existence de ces réservoirs à calories isolés thermiquement en fait de véritables « batteries thermiques ». Ceci constitue une réelle opportunité de stockage. Dans ce contexte, l’idée consiste à étudier le rendement de la transformation de l’énergie éolienne en énergie thermique par friction, en vue de statuer sur son potentiel d’applicabilité pour un stockage thermique.
Pour cela, la caractérisation du frottement (paramètres d’entrée et sorties exploitables…) dans ce contexte particulier constitue une première étape nécessaire à explorer l’idée.

Objectifs
Recenser les paramètres impliqués dans le frottement entre 2 surfaces en mouvement relatif destinées générer de la chaleur.
Mener étude bibliographique pour analyser les influences de ces paramètres sur la puissance dissipée (flux total naissant à l’interface, proportions des flux dans les deux solides en frottement, l’usure des surfaces, la stabilité dynamique, et d’autres éléments pertinents qu’il faudra identifier.
Réaliser un montage expérimental dédié mais simple, en utilisant les ressources disponibles à l’ESIB (fraiseuses et autres …).
Effectuer des tests basiques sur quelques couplets de matériaux courants en vue de retrouver les apprentissages de la recherche bibliographique.
Analyser les résultats pour statuer sur le rendement et le périmètre d’applicabilité de cette technique si elle devait être couplée à une éolienne.
Éventuellement, la possibilité d’utiliser des matériaux destinés au recyclage pourra être envisagée.
À moyen voire long terme, ce travail pourra servir de base pour recaler des modèles éléments finis de frottement en vue de simulations et d’optimisations.

chercheur principal

Mots clés

Ingénierie des matériaux Ingénierie de l'instrumentation Ingénierie énergétique Science des matériaux et ingénierie Génie mécanique Transfert de chaleur