Doctorant

La transition vers la mobilité électrique constitue un enjeu majeur pour l’industrie automobile, confrontée aux exigences croissantes de réduction des émissions de gaz à effet de serre et d’amélioration de l’efficacité énergétique des véhicules. Dans ce contexte, les performances, la sécurité et la durabilité des batteries électrochimiques représentent des facteurs déterminants pour le développement des véhicules électriques de nouvelle génération. Le maintien des batteries dans une plage de température optimale est en effet indispensable pour garantir leur rendement énergétique, limiter leur vieillissement et prévenir les risques liés à l’emballement thermique. Afin de répondre à ces défis, les constructeurs et équipementiers automobiles cherchent à développer des systèmes de gestion thermique des batteries plus performants. Parmi les solutions les plus prometteuses, les technologies de refroidissement utilisant des écoulements diphasiques internes permettent d’atteindre des capacités de dissipation thermique particulièrement élevées grâce à l’exploitation de la chaleur latente associée aux changements de phase liquide-vapeur.
La conception et l’optimisation de ces systèmes demeurent limitées par la compréhension encore incomplète des mécanismes de transfert thermique intervenant lors de l’ébullition et de la condensation dans des géométries complexes. Les phénomènes mis en jeu sont fortement couplés et multi-échelles, impliquant des interactions complexes entre l’hydrodynamique diphasique, les transferts thermiques et la dynamique des interfaces liquide-vapeur. Ces difficultés se traduisent notamment par des limitations dans les capacités prédictives des outils numériques actuellement utilisés pour la conception des échangeurs thermiques.
La présente thèse s’inscrit dans le cadre de la chaire industrielle FLOWMOD, qui fédère les compétences de Valeo Power Division et d’IMT Nord Europe autour du développement de méthodologies avancées de caractérisation expérimentale et de modélisation des écoulements diphasiques appliqués aux systèmes thermiques de nouvelle génération. Elle s’appuie sur plus de vingt années de collaboration scientifique entre les deux partenaires dans les domaines des transferts thermiques, de la mécanique des fluides et de la simulation numérique des échangeurs automobiles.
L’objectif principal de la thèse est d’étudier expérimentalement les mécanismes de transfert thermique associés aux changements de phase liquide-vapeur de fluides frigorigènes circulant dans des microcanaux représentatifs des échangeurs utilisés pour le refroidissement des batteries de véhicules électriques. Les travaux viseront à caractériser avec précision les performances thermiques et hydrauliques de ces écoulements dans des conditions de fonctionnement représentatives des applications industrielles.