Méthodologie de Caractérisation d’un Système de Refroidissement Liquide pour Machines Electriques

Statut
à pourvoir
Direction de recherche

Le contexte social, politique et environnemental actuel impose des réductions importantes des émissions de gaz à effet de serre, en particulier le CO2, ainsi que des émissions de gaz polluants liés au transport. IFP Energies nouvelles développe des solutions technologiques innovantes dans une perspective de réduction des émissions de CO2 et d’émission polluantes. 
Le sujet proposé s’inscrit dans le cadre de travaux de recherche IFPEN sur l’électrification des chaines de traction. L’introduction de machines électriques a fait apparaitre de nouvelles contraintes, notamment l’optimisation de l’adéquation compacité / densité de puissance. En effet l’augmentation des densités de courant et de la vitesse de rotation des machines entraine une surchauffe de la machine qui dégrade ses performances et sa durée de vie. Ainsi des efforts importants de recherche et développement sont réalisés pour concevoir des systèmes de refroidissement innovants, parmi lesquels la stratégie de refroidissement liquide semble prometteuse. Le développement de ceux-ci passe par une bonne compréhension des mécanismes de transfert des flux thermiques.
L’objectif de cette thèse est d’étudier les phénomènes physiques qui entrent en jeu dans les systèmes de refroidissement des bobines : interactions sprays / parois, évolution de films liquides au contact de parois chaudes (écoulement, évaporation,…), échanges de chaleur locaux et globaux. L’approche expérimentale envisagée consiste à concevoir un banc de caractérisation thermique des différentes stratégies de refroidissement liquide des bobines. Celui-ci devra être suffisamment représentatif et simplifier les concepts et géométrie pour pouvoir mesurer et analyser les phénomènes physiques complexes qui entrent en jeu. Ces mesures seront réalisées en s’appuyant sur l’expertise en caractérisation thermique et en diagnostics optiques des écoulements présente à l’IFPEN. Le doctorant mettra en œuvre des techniques de mesure telles que la fluorescence induite par laser ou la strioscopie qui permettent de caractériser des films liquides et des sprays évaporant. Il est attendu du candidat un travail d’analyse des phénomènes physiques qui permettent de guider les efforts à venir nécessaires pour la simulation numérique et le développement de tels systèmes.
L’originalité du sujet permettra au candidat sélectionné d’interagir avec des experts de domaines différents, tels que les mesures physiques et les machines électriques, dans lesquels l’IFPEN est un institut de recherche reconnu. De plus le candidat pourra acquérir de solide compétence en physique expérimentale et technologie moteur électrique. La collaboration avec le laboratoire IVG de l’université de Duisburg donnera l’opportunité au candidat d’approfondir la compréhension des résultats obtenus au sein d’un autre environnement de recherche.

Mots clefs: Machine électrique, transferts thermiques, diagnostics optiques, température.

 

  • Directeurs de thèse    Prof. Dr. Sebastian KAISER, Laboratoire IVG, Université de Duisburg-Essen /  Dr Gilles BRUNEAUX, IFPEN
  • Ecole doctorale    Université de Duisburg-Essen / Université Paris Saclay  (Double diplôme)
  • Encadrant IFPEN    Dr. Guillaume PILLA, Research Engineer, Direction Mobilités & Systèmes
  • Localisation du doctorant    Direction Mobilités & Systèmes, IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
  • Durée et date de début    3 ans, début de préférence en octobre 2019
  • Employeur    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
  • Qualifications    Master 2 dans une discipline appropriée (énergétique, mécanique des fluides, optique, Machines électriques)
  • Connaissances linguistique    Bon niveau en Anglais
  • Autres qualifications    Logiciels (Matlab, Office,…), Goût pour la physique expérimentale
     
A propos d'IFP Energies nouvelles

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation et de formation dont la mission est de développer des technologies performantes, économiques, propres et durables dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Pour plus d’information, voir www.ifpen.fr. 
IFPEN met à disposition de ses chercheurs un environnement de recherche stimulant, avec des équipements de laboratoire et des moyens de calcul très performants. IFPEN a une politique salariale et de couverture sociale compétitive. Tous les doctorants participent à des séminaires et des formations qui leur sont dédiés.
 

Contact
Encadrant IFPEN 
Dr. Guillaume PILLA
Direction Mobilités & Systèmes