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Modélisation et expérimentation d’une mini-pompe à chaleur, en matériaux minces hyper-élastiques, actionnée par la seule récupération d’énergie mécanique humaine, environnementale ou provenant d’une machine.
Le matériau est muni d’alvéoles, remplies de gaz et de formes spécifiques, sur chaque face (celles d’une face complètement compressibles, les autres pratiquement pas).
Les alvéoles d’une face communiquent individuellement avec celles de l’autre face au moyen d’une tuyère.
Le procédé consiste à exercer une pression mécanique sur les alvéoles afin de compresser le gaz interne qui s’échauffe donc, puis à annuler la pression mécanique afin de détendre, via la tuyère, le gaz qui se refroidit ainsi (Cycle de Carnot ?).
Un couplage fort CFD/Thermique/Mécanique devra être mis en place pour :
+ Définir et caractériser la forme des alvéoles et de la tuyère de compression/détente, pour un rendement thermique optimal.
+ Définir les matériaux souples optimaux pour atteindre le plus grand écart de température (hyper-élasticité, conductibilité thermique…).
+ Définir le gaz (air, air humide, Ar…) pour un rendement thermodynamique optimal.
Partie expérimentale
Application à des semelles souples thermorégulées par la pression des pieds sur le sol :
+ Caractériser les matériaux (étanchéité, courbes d’élasticité pour alimenter les modèles,
résistance mécanique et aux agents chimiques …).
+ Mesurer les températures obtenues en laboratoire et sur le terrain sur sportifs.
+ Caractériser la propriété ressort de l’ensemble.
Références bibliographiques
+ Brevet Solecooler N° Fr 1871095
+ Micromechanics of closed-cell foams (chapitre II, Polymer Foams Handbook)
+ Mills N.J. & Gilchrist A. (1997b) The effects of heat transfer and Poisson’s ratio on the
compressive response of closed-cell polymer foams, Cell. Polym. 16, 87–119.
