Vol 5 - Numéro spécial IEES

Entropie : thermodynamique – énergie – environnement – économie

Liste des articles

L’Association Tunisienne des Sciences et de la Recherche (ATSR) est une organisation à but non lucratif sise à l’Institut Préparatoire aux Etudes d’Ingénieurs (IPEI), Université de Gabès en Tunisie. Elle a pour mission le développement et le rayonnement des sciences et de la recherche par l’appui aux instances gouvernementales. Elle agit aussi bien dans l’environnement académique qu’à travers la société civile.

Dans ce travail, nous avons étudié l’effet du désordre structural sur les propriétés structurales, magnétiques et magnétocaloriques du composé La_0,45Eu_0,05Ca_0,483Ba_0,017MnO₃. La mesure de l’aimantation en fonction de la température montre une transition du second ordre de l’état paramagnétique à l’état ferromagnétique lorsque la température diminue à T_C = 85 K. Les isothermes d’aimantation indiquent la présence de domaines antiferromagnétiques à travers l’occurrence d’une transition métamagnétique. L’étude magnétocalorique montre la présence d’un épaulement juste au-dessus de T_C. L’origine de cet épaulement peut être reliée à la conversion des domaines antiferromagnétiques à l’état ferromagnétique sous l’effet du champ magnétique. L’échantillon étudié est caractérisé par le phénomène de séparation des phases magnétiques à basses températures suite à la coexistence de domaines ferromagnétiques et antiferromagnétiques au-dessous de T_C.

Le présent travail vise à étudier les effets de l’utilisation de l’oxyde de zinc dans les cellules solaires organiques, comme alternative au polymère organique en couche active, dans le type couche par couche, qui est responsable de nombreux facteurs liés à la performance de la cellule et à l’efficacité, tels que le temps de recombinaison, le facteur de remplissage et la tension en circuit ouvert. Le courant maximal produit par la cellule, l’efficacité de la cellule et la comparaison entre les résultats pour les deux modèles, ZnO et PCBM, en gardant l’épaisseur de la couche active égale, les résultats ont montré des différences claires dans certains facteurs, pas de grandes variations dans d’autres, toutes les données ont été collectées à l’aide d’un logiciel de simulation, ce qui aide à réduire le temps et les efforts dans les expériences réelles en laboratoire.

Dans cet article, l’analyse énergétique et exergétique d’un refroidisseur à deux étages CO2-amplificateur combinant un cycle transcritique en cascade avec un cycle sous-critique est réalisée. Le système examiné produit de la réfrigération à deux niveaux de température et de l’eau chaude à 73°C. Les paramètres thermodynamiques nécessaires à l’analyse sont calculés à l’aide du logiciel Engineering Equation Solver. Une étude paramétrique est menée pour étudier l’effet des températures d’évaporation de la magnétoscopie et de rejet de chaleur sur le coefficient de performance, le travail total perdu et l’exergie perdue dans les différents composants du cycle du CO2. La perte la plus importante a été enregistrée dans le compresseur MT ; suivi du détendeur haute pression, du refroidisseur de gaz, de la soupape de pression intermédiaire, des détendeurs LTV et MTV, du compresseur LT et du récepteur IP.

Dans cet article, une analyse exergétique du cycle pratique de réfrigération à compression de vapeur est détaillée. Le modèle informatique a été développé pour calculer le coefficient de performance, la destruction d’exergie, l’efficacité exergétique et les défauts d’efficacité du R134a et analyser l’efficacité d’Exergie. De nombreuses études ont montré que le compresseur produit la majeure partie de la perte d’énergie dans le système de compression de gaz. La présente étude a été effectuée pour une température d’évaporateur comprise entre -10°C et 5°C.

Dans ce travail, nous avons investigué les propriétés magnétiques et magnétocaloriques des composés polycristallins Pr0,63A0,07Sr0,3MnO3 (A = Pr, Sm et Bi) préparés par la méthode céramique à haute température. L’étude magnétique montre que nos composés montrent une transition ferromagnétique-paramagnétique lorsque la température augmente, avec un effet magnétocalorique important au voisinage de TC. En utilisant des calculs théoriques, nous avons pu améliorer l’effet magnétocalorique pour nos composés en se basant sur des composites théoriques. Les composites obtenus montrent un effet magnétocalorique important sur une large gamme de température, ce qui indique la possibilité d’utiliser ces composites pour la réfrigération magnétique.

La résolution analytique des systèmes d’équations de film mince est fort que possible compte tenue de la complexité des équations. Ceci nous mène alors à la nécessité d’utiliser la résolution numérique pour de tels systèmes. Dans cet article, nous présentons une étude numérique comparative de la lubrification hydrodynamique par un fluide Newtonien et un fluide de Maxwell sur convecté à faible temps de relaxation, à la fois pour comparer et valider les codes de calcul développés en C++ dans le domaine de la lubrification hydrodynamique des paliers lisses. Ensuite, l’influence des caractéristiques cinématiques (vitesse de rotation de l’arbre) et géométriques (excentricité du palier) sur les champs de pression, de contraintes et sur la force hydrodynamique a été étudiée. Les résultats obtenus, montrent que la force hydrodynamique est plus importante dans le cas d’un lubrifiant de type UCM que celle d’un fluide Newtonien. Il est donc plus intéressant d’utiliser un lubrifiant UCM qu’un lubrifiant Newtonien.

Pour répondre aux exigences actuelles en termes d’efficacité et d’impact sur l’environnement, un nouveau carburant appelé bio-hythane, un mélange de gaz naturel jusqu’à 20% d’hydrogène et jusqu’à 50% de dioxyde de carbone, issu de la valorisation des déchets des ménages et de l’agriculture, via des digesteurs adaptés, a été développé dans le but de réduire les émissions polluantes et d’optimiser l’efficacité de la combustion. La présente étude numérique permet de caractériser la flamme turbulente bio-hythane-air dans un brûleur coaxial à co-flux afin de déterminer les effets de l’addition d’hydrogène et de la dilution du CO2 dans le combustible sur les profils de vitesse, l’intensité de la turbulence et l’énergie cinétique turbulente. Les résultats de cette étude sont obtenus par simulation sur code FLUENT et validés par des résultats expérimentaux trouvés par la technologie PIV. La confrontation entre les profils axiaux et radiaux de vitesse longitudinale et ceux de l’énergie cinétique turbulente simulée et les résultats expérimentaux nous ont permis d’apprécier le modèle numérique utilisé. Ces simulations s’avèrent être en très bon accord avec les résultats expérimentaux disponibles pour différentes configurations de l’écoulement.

Dans cette communication, nous avons effectué l’étude magnétique et magnétocalorique des composés Pr0,5Sr0,5MnO3 et La0,5Ca0,5MnO3 préparés par la méthode solide-solide à haute température. L’évolution de l’aimantation en fonction de la température indique que chaque composé montre deux transitions magnétiques distinctes : lorsque la température diminue, chaque composé passe de l’état paramagnétique à l’état ferromagnétique, cette transition est suivie par une autre transition vers un état antiferromagnétique. L’étude magnétocalorique indique que les deux échantillons sont le siège d’un effet magnétocalorique direct (au voisinage de la transition paramagnétique-ferromagnétique) et inverse (au voisinage de la transition ferromagnétique-antiferromagnétique). L’effet magnétocalorique inverse est plus important pour le composé Pr0,5Sr0,5MnO3 suite à l’absence du phénomène de séparation des phases magnétiques.

Un grand nombre de matériaux biologiques ont des propriétés environnementales et techniques exceptionnelles. La propolis est un produit biologique et bioactif pour les abeilles. Nous avons étudié les propriétés microstructurales, optiques et électriques des films de propolis. Des couches minces stables, bioactives, vertes et peu coûteuses de ce matériau biocompatible ont été produites. Le spectre de transmission montre que le film de propolis est opaque pour les rayons bleus et ultraviolets (UV) qui sont responsables de l’oxydation des aliments, des pertes de nutriments, de la dégradation de la saveur et de la décoloration. Le film de propolis révèle un écart d’énergie de 2,88 eV à température ambiante, ce qui permet des applications optoélectroniques dans les gammes UV et bleu. L’étude électrique montre que le film de propolis a un comportement semi-conducteur. Dans la gamme des basses fréquences, une grande variation de la conductance (10-8 - 10-5 S) a été observée pour une petite variation de température (292 - 348 K). Par conséquent, le film de propolis présente des applications potentielles en tant que capteur de coefficient de température négatif sûr en bioélectronique.

Ce document présente une analyse thermodynamique d’un système de refroidissement par absorption simple effet à base de chlorure de lithium et d’eau (H2O-LiCl). Un collecteur plat (FPC) est utilisé pour absorber le rayonnement solaire et servir de source de chaleur nécessaire au fonctionnement du cycle. Une analyse énergétique et exergétique a été réalisée pour chaque composant du système. Ce système est analysé en fonction d’une large gamme d’indicateurs de performance, notamment le coefficient de performance (COP), la capacité de refroidissement (Qevap), l’efficacité totale et l’efficacité énergétique. Dans des conditions de fonctionnement en régime permanent, le calcul thermique et mathématique du refroidisseur à simple effet à chaque point d’état et la performance des capteurs solaires ont été simulés à l’aide de l’outil EES. Le résultat final montre que la performance globale de l’installation d’absorption solaire dépend d’un certain nombre de paramètres (TGEN, TABS, TCOND, TEVAP). Selon une étude paramétrique, il a été constaté que la température du générateur et de l’évaporateur améliore la capacité de refroidissement et le coefficient de performance du refroidisseur, ce qui n’est pas le cas pour les températures de l’absorbeur et du condenseur. En outre, la destruction d’énergie est maximale au niveau du générateur et de l’absorbeur, alors qu’elle est moindre au niveau de l’évaporateur et du condenseur et à peu près nulle au niveau des vannes d’expansion et de la pompe de solution.