Université de Rennes 1 Étude expérimentale et simulée d'une installation de thermofrigopompe pour la production de froid et le dessalement Experimental and simulation study of a heat pump for simultaneous cooling and desalination Thermofrigopompecouplageproduction de froiddessalementair gap membrane distillationprototypeisobutaneR600aR290R1234yfR744 Heat pumpsimultaneouscoolingdesalinationcouplingair gap membrane distillationisobutaneR600aR290R1234yfR744 Réfrigération et appareils frigorifiques Thèses et écrits académiques Eau salée -- Dessalement Thèses et écrits académiques Une thermofrigopompe (TFP) est une machine frigorifique qui produit du froid et de la chaleur utiles. L’objectif de ces travaux est de développer le concept de thermofrigopompe pour la production de froid et le dessalement. Le dessalement est réalisé en utilisant la chaleur rejetée au condenseur de la TFP. La technique de dessalement retenue après étude bibliographique est l’AGMD (air gap membrane distillation) pour ses températures de fonctionnement compatibles avec la température de condensation des machines frigorifiques classiques. Ce procédé de distillation a été caractérisé grâce à une installation pilote pour diverses conditions de températures, de débits, d’épaisseurs d’air gap et de compositions de solutions. Une étude de longue durée associée à une observation au MEB a permis évaluer le niveau colmatage des membranes. Un modèle numérique a ensuite été développé à partir des premiers résultats expérimentaux. Des simulations ont permis de dégager des tendances de comportement d’une machine couplée TFPMD. Enfin, un prototype a été construit à partir d’un petit réfrigérateur et d’une cellule d’AGMD fabriquée par impression 3D. Les mesures expérimentales ont permis de valider le concept de TFPMD et d’obtenir de premiers résultats de performance prometteurs. La valorisation de l’énergie thermique perdue par les équipements frigorifiques pour effectuer du dessalement semble donc une solution intéressante au manque d'eau douce qui peut survenir dans de nombreuses régions de la planète. A heat pump or a refrigerating device produces simultaneously cooling and heating energies. The objective of this research is to develop the concept of heat pump for simultaneous cooling and desalination. Desalination is carried out by recovering the heat rejected by the condenser of the machine. The desalination technique, chosen thanks to the literature review, is AGMD (air gap membrane distillation) because of the compatibility of operating temperatures with the condensing temperature of standard heat pumps. AGMD was characterized using a pilot for different conditions of temperature, flow rate, air gap thickness and solution compositions. A long term study associated to scanning electron microscope images enabled to evaluate the fouling level of the membrane. A numerical model was then developed using the first experimental results. Simulations have revealed patterns of behaviour for a coupled heat pump and AGMD machine. Finally, a prototype was built with a small refrigerator and an AGMD cell manufactured by 3D printing. Experimental measurements were used to validate the concept of heat pump for simultaneous cooling and desalination and to obtain promising performance results. The valorization of the heat lost by refrigeration equipment for desalination seems therefore an interesting solution to overcome the lack of fresh water that can occur in many regions of the planet. Electronic Thesis or DissertationText fr application/pdf1 : 5525 Kohttps://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/95ca51b0-e122-47e8-8c96-060fe0a6d4d3 Diaby Ahmadou Tidiane 1986-01-01 SN 229628176 tigediaby@gmail.com 2017REN1S156 http://www.theses.fr/2017REN1S156 2017-11-30 Énergétique, Thermique, Combustion Universite de Rennes 1thesis.degree.grantor_1 02778715X Université Cheikh Anta Diop de Dakarthesis.degree.grantor_2 026583836 Doctorat non ouiMaréThierryintervenant_1182660206ByrnePaulintervenant_2150243189SowOusmaneintervenant_3109046587 SPIecoleDoctorale_1 20476842X Universite Bretagne LoirepartenaireRecherche_1 191639044 Laboratoire de génie civil et génie mécanique partenaireRecherche_2 171671376 ddc:530 MaréThierryByrnePaulSowOusmaneUniversite de Rennes 1Sciences et technologie, medecine, pharmacie, odontologie, droit, economie, gestion, philosophieUniversité Cheikh Anta Diop de DakarSPIÉcole doctorale Sciences pour l'ingénieur (Nantes)Universite Bretagne Loire Communaute des etablissements d enseignement superieur et de recherche (ComuE) Laboratoire de génie civil et génie mécanique ASCII PDF 5657407 restriction 2017-11-30 2018-11-30 restriction 2017-11-30 2018-11-30