Caractérisation thermique de la cire d’abeille et des matériaux à changement de phase biosourcés (Bio-MCP)

Mohamed Salah Djenane1^{1}, Mourad Rebay1^{1}, Yassine Kabar2^{2}, Françoise Berzin3^{3}
⋆^{\star} : mohamed-salah.djenane@etudiant.univ-reims.fr
1^{1} URCA/ITHEMM
2^{2} LMSEA/Ecole Polytechnique de Constantine
3^{3} UMR FARE INRA/URCA
Mots clés : Caractérisation thermophysique, propriétés thermophysiques, convection, conduction, simulation numérique, matériaux biosourcés, matériaux à changement de phase et fluide caloporteur.
Résumé :

Les matériaux à changement de phase biosourcés (bio-MCP) sont des matériaux dérivés de sources biologiques renouvelables, telles que les huiles végétales et les graisses animales. Ces matériaux ont des capacités de chaleur latente élevées et peuvent stocker et libérer de grandes quantités d’énergie thermique lors des processus de changement de phase. Les bio-MCP sont des alternatives écologiques et durables aux MCP synthétiques traditionnels, qui sont souvent dérivés de sources pétrochimiques non renouvelables. Cette étude vise à fournir une caractérisation complète des matériaux à changement de phase (MCP) biosourcés en utilisant la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), la viscosimétrie, la pycnométrie et les mesures de conductivité. En comprenant les propriétés thermiques et le comportement de ces matériaux, nous espérons contribuer au développement et à l’optimisation de MCP biosourcés pour diverses applications. Les résultats ont montré que MCP1, MCP2 et MCP3 ont des points de fusion relativement faibles par rapport à la cire d’abeille. De plus, la température d’apparition de la première gouttelette du MCP1 est d’environ 27∘^{\circ}C, ce qui le rend potentiellement plus adapté à certaines applications de gestion thermique. De plus, il a été trouvé que MCP1 est plus dense que les deux autres lorsque la température est inférieure à 80∘^{\circ}C. La conductivité thermique de tous les matériaux à changement de phase est approximativement la même et leurs viscosités sont approximativement les mêmes dans leurs phases liquides ; nous avons trouvé un nouveau modèle pour définir la chaleur spécifique d’un matériau à changement de phase dans ses trois phases, y compris la zone pâteuse, ce modèle s’est avéré être la meilleure régression et le plus stable parmi tous les autres modèles trouvés dans la littérature. Le modèle de Carreau-yasuda a été utilisé pour définir la viscosité dynamique de PCM1 en fonction de la température et du taux de cisaillement avec une erreur relative inférieure à 2%.

doi : https://doi.org/10.25855/SFT2023-109

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