Conclusion & Perspectives

Conclusion & Perspectives

Ce travail de recherche appliquée n'est pas le premier en la matière. A notre connaissance, plusieurs recherches approfondies ont été faites en ce qui concerne la modélisation de l'écoulement et des transferts de chaleur au sein de l'évaporateur. L'étude consiste à rechercher le modèle de simulation adéquat. La méthode consiste à tester tous les modèles empiriques susceptibles de répondre à nos besoins.

La première phase du travail a consisté à faire une étude bibliographique. Elle a permis de cerner le sujet et sa problématique. A la suite de ces recherches, un modèle analytique a pu être déterminé et a servi à la programmation puis à réfuter ou valider les modèles testés.

La seconde phase du travail, qui constitue le cœur du sujet, a traiter de l'étude de différents modèles pour les pertes de charge par frottement et pour le coefficient d'échange thermique.

A la suite de la programmation Matlab, il a été mis en évidence que le modèle thermique de Kandlikar était parfaitement adapté au problème en gravité normale et micro-gravité. Quant aux pertes de charge, il s'est avéré que le régime gravitationnel influençait leur modélisation. Ainsi, le modèle de Lockhart & Martinelli est le plus pertinent en gravité normale ; tandis qu'en micro-gravité, le modèle d'Awad est préférable.

L'utilisation du modèle de A. Cioncolini, qui fait intervenir l'arrachage de gouttelettes à l'interface, ne permet pas de modéliser l'écoulement et les transferts de chaleur correctement. Il semble que l'arrachage soit négligeable au sein de l'évaporateur.

A la suite de ces résultats, les modèles choisis ont été implémentés dans un second programme Matlab afin de calculer les différents paramètres, comme les pertes de pression au sein de l'évaporateur, et la température des composants. Les résultats ont permis de vérifier que le cahier des charges était respecté dans les conditions d'utilisation spatiales.

A l’issue de ces recherches, des perspectives de travail sont envisageables. Certaines sont en cours de réalisation : un prototype de la boucle frigorifique est sur le point de délivrer les premiers résultats. Une fois obtenus, ces résultats pourront être comparés à ceux du programme Matlab.

Après quoi, si la modélisation s'avère exploitable, il sera également utile de mener des études de sensibilité. Elles permettront de l'estimation de l'influence des paramètres hydrauliques et thermiques sur le refroidissement des composants. Afin de quantifier l'influence ce ces différents paramètres, une étude paramétrique pourra être menée. Il s'agit de faire varier le débit.

Enfin, à moyen terme, il sera possible d'utiliser cet outil, dès la conception de satellites, en phase de développement. L'enjeu sera donc de prévoir la température des composants.