PIE - Programme Interdisciplinaire Energie 2010-2013

La connaissance des températures locales instantanées est fondamentale pour la compréhension des phénomènes physiques au sein des moteurs volumétriques alternatifs à apport de chaleur externe, c’est-à-dire les moteurs Stirling et Ericsson, communément regroupés dans la famille des moteurs dits ’à air chaud’. Les modèles de transferts thermiques en écoulement instationnaire oscillant ou pulsé sont encore très imparfaits, ne permettant pas de prédire avec une précision satisfaisante les champs de température dans les échangeurs de chaleur et les régénérateurs de ces machines. En outre, l’accès à une mesure de température dans les cylindres de ces moteurs permettrait également de quantifier la qualité des transformations thermodynamiques dont ils sont le siège, la seule mesure de la pression instantanée, plus courante, ne permettant pas de remonter à la connaissance de l’état du fluide au cours des transformations de compression et de détente. Ces mesures de température sont cependant très délicates car elles doivent s’effectuer dans un gaz sous pression, à haute température, en déplacement cyclique à des fréquences allant jusqu’à une trentaine de hertz. Seules des mesures intrusives par microthermocouples sont envisageables. Il s’agit donc d’effectuer un compromis pour que la sonde soit suffisamment fine pour que le signal qu’elle fournit puisse permettre de remonter à la température instantanée du gaz dans lequel elle baigne, et suffisamment grosse pour en assurer la tenue mécanique dans un moteur. En se basant sur l’expérience de réalisation de microthermocouples du FEMTO-ST, le présent projet TIMAC a donc pour objet la conception, la réalisation et l’utilisation de capteurs de température adaptés à la mesure instantanée de température au sein des ’moteurs à air chaud’.