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Entropie : thermodynamique – énergie – environnement – économie

Entropy: Thermodynamics – Energy – Environment – Economy




Entropie - ISSN 2634-1476 - © ISTE Ltd

Objectifs de la revue

Aims and scope

Le premier éditorial de la revue Entropie annonçait, en 1965, que la thermodynamique est à la base de nombreuses applications industrielles, mais aussi de techniques de pointe (aérospatial, physique des particules et de l’univers, métrologie). Elle est une science de l’énergie et de l’entropie, branche qui étudie les propriétés des matériaux et des fluides, les processus de conversion.

 

Mais depuis lors, il est aussi apparu que la thermodynamique et l’énergie avait un rôle majeur dans le monde du vivant et de son évolution. Cet aspect fait donc partie intégrante des thèmes de la revue, de même que la relation à l’environnement et l’économie : ne parle-t-on pas de thermo économie, de changement climatique avec la dérive en température, notion thermodynamique s’il en est.

 

En résumé, la « nouvelle édition » d’Entropie confirme les thèmes majeurs antérieurs fondamentaux et appliqués, mais y ajoute une ouverture sur des applications diffuses de tous les jours dans nos sociétés, et de nouvelles rubriques du côté du monde du vivant, puis de l’économie (thermo-économie) et de l’environnement par une approche systémique.

 

Publication Ethics and Malpractice Statement

In 1965, the first edition of the journal Entropie announced that thermodynamics was the basis for many industrial applications, but also for advanced techniques (aerospace, particle and universe physics, metrology). It is a science of energy and entropy, a branch that studies the properties of materials and fluids, conversion processes.

 

But since then, it has also become clear that thermodynamics and energy have a major role in the living world and its evolution. This aspect is therefore an integral part of the themes of this journal, as well as the relationship with the environment and the economy : are we not talking about thermo-economics, climate change with the temperature drift, a thermodynamic notion if ever there was one ?

 

In summary, the "new edition" of Entropie confirms the previous major fundamental and applied sciences, but also opens up to various everyday applications in our societies, and offers new sections on the living world, on the economy (thermo-economics) and the environment through a systemic approach.

 

Publication Ethics and Malpractice Statement

Numéros parus


Derniers articles parus

Modélisation numérique et caractérisation des transferts thermo-hydriques lors de la cuisson de gâteaux
Patrick EL HELOU, Pascal LE BIDEAU, Adrien FUENTES, Patrick GLOUANNEC

Cette communication concerne le développement d’un modèle numérique multiphysique représentatif des phénomènes de transfert de chaleur et de masse ainsi que le gonflement lors de la cuisson d’un gâteau contenu dans un moule. L’objectif de cette étude est de fournir un outil numérique efficace, validé expérimentalement, pour une meilleure compréhension des mécanismes conduisant au produit final désiré. Différentes conditions de fonctionnement sont testées pour vérifier la robustesse des prédictions.


Editorial
Monica Siroux

Le Congrès de la Société Française de Thermique a lieu pour la première fois à Strasbourg. A la fois capitale européenne et capitale alsacienne, Strasbourg est une grande ville universitaire s’appuyant sur le dynamisme de son université et de ses nombreux laboratoires de recherche pour asseoir sa réputation d’excellence. La 32ème Congrès Français de Thermique s’est déroulé du 4 au 7 juin 2024 à l’INSA Strasbourg. Le thème scientifique choisi pour cette édition est "Thermique et Architecture".


Modèle CFD thermo-hygrométrique transitoire d’un système de mur Trombe
Nour El Zein, Philippe Désévaux, Yacine Ait Oumeziane, Sylvie Bégot, Valérie Lepiller

Cet article vise à étudier le comportement dynamique d’un mur Trombe. Un modèle CFD est développé en tenant compte à la fois de la variation de l’ensoleillement durant la journée mais aussi de la présence ou non d’habitants. Les résultats permettent de cartographier les profils de température, de vitesse et de d’humidité au sein du mur Trombe et de la pièce d’occupation en fonction de l’heure de la journée. Ce modèle est un outil intéressant pour définir et optimiser les systèmes de ventilation et minimiser la présence d’humidité.


Modélisation spectrale des écoulements fortement anisothermes au sein des récepteurs solaires
Léa Cherry, Gilles Flamant, Françoise Bataille

Les écoulements au sein des récepteurs solaires sont turbulents et fortement anisothermes, car soumis à d’importants gradients de température. Ces conditions engendrent un fort couplage entre transport de chaleur et dynamique de l’écoulement, ce qui nécessite des modélisations spécifiques pour rendre compte des effets de l’anisothermie sur la dynamique de l’écoulement. Dans cet article, nous nous concentrons en particulier sur les phénomènes de transfert d’énergie entre les échelles de la turbulence et de la thermique. Une analyse spectrale est développée et présentée.


Apport des modèles réduits pour l’identification expérimentale de la diffusivité thermique des métaux liquides
Jad HOUSSEIN, Frédéric JOLY, Mickaël COURTOIS, Thomas PIERRE, Olivier QUEMENER, Muriel CARIN

Cet article concerne la contribution des modèles réduits dans le cadre global de l’estimation de la diffusivité thermique des métaux liquides. L’identification de cette propriété s’effectue à partir d’un dispositif expérimental adapté aux hautes températures, associé à un processus inverse faisant appel à un modèle numérique qui décrit les phénomènes thermiques instationnaires de conduction et d’advection au sein du métal en fusion. Une technique de réduction modale du modèle numérique est proposée ici, dans laquelle la température et la vitesse sont décomposée sur une base POD. Cette double réduction permet une réduction importante de l’ordre du modèle numérique utilisé dans la procédure inverse, et donc du temps de calcul d’identification par rapport aux modèles classiques éléments finis. Les premiers résultats montrent l’apport de la technique en termes de précision des résultats et de rapidité de calcul.


Étude expérimentale et modélisation d’une pile à combustible à oxyde solide (SOFC) utilisée dans les applications de cogénération résidentielle
Nicolas Paulus, Vincent Lemort

La transition énergétique met en lumière les systèmes de micro-cogénération à pile à combustible pour les usages résidentiels, dont un est une Pile à Combustible à Oxyde Solide, alimentée au gaz naturel, conçue pour fournir continuellement 1,5 kWel avec une efficacité électrique exceptionnellement élevée attendue de 60% (pouvoir calorifique inférieur). Cette puissance de sortie peut être modulée à volonté jusqu’à 500 Wel et la chaleur peut également être récupérée pour contribuer partiellement à la demande de chauffage du ménage. Ce système a été installé au laboratoire et a été spécifiquement instrumenté afin d’évaluer ses performances thermiques à différents régimes de puissance électrique. Dans cet article, l’accent est mis sur le rendement thermique résultant et les efficacités, tant thermiques qu’électriques, qui ont également été modélisées. Avec plusieurs sorties de puissance électrique entre 500 et 1500 Wel, cette étude montre des efficacités totales (pouvoir calorifique supérieur) jusqu’à 88-89% à des températures de retour minimales (autour de 20°C) du circuit de récupération de chaleur. L’efficacité électrique maximale obtenue est égale à 57% (pouvoir calorique inférieur) à puissance nominale, ce qui est proche de l’objectif de 60% du fabricant.


Influence de l’Induction Magnétique sur la Perte Fer d’un Domaine et les Eléments de ses Schémas Equivalents
Jeannot VELONTSOA, Ulrich Michaël MAHAVELONA, Abdallah ATTOUMANI, Jean Edmond ZAFY

Cet article est dédié à l’analyse des effets de l’induction magnétique sur la perte fer et les éléments des schémas équivalents d’un domaine ferromagnétique soumis à cette induction en utilisant un domaine ferromagnétique parallélépipédique soumis à un flux magnétique uniaxial. L’induction B produite par une source connue solidaire au domaine provoque la saturation du domaine. Ce dernier augmente sa consommation et voit la décroissance des valeurs des résistances et des réactances de ses schémas équivalents face à la source productrice de l’induction. L’augmentation de la perte fer et la diminution des valeurs des éléments passifs des schémas équivalents sont confirmées par la diminution de la résistivité et de la perméabilité du domaine en Modèle Tension où les éléments RL sont en parallèle comme en Modèle Courant où les éléments RL sont en série. Ce phénomène est visible lors de la vérification de la dualité parallèle-série des schémas équivalents du domaine face à la source inductrice.


La bioéconomie de Nicholas Georgescu-Roegen : une nouvelle alliance entre l’économie et la biosphère
Sylvie Ferrari

La bioéconomie est une nouvelle approche des relations entre l’économie et l’environnement qui a été développée par N. Georgescu-Roegen (1906-1994), un grand économiste du XXième siècle qui fut aussi mathématicien, philosophe et historien des sciences. L’économie, en tant que sous-système de la biosphère, est appréhendée dans un contexte écologique global. Par ailleurs, elle est indissociable de la dimension historique du développement des sociétés du fait de l’accès limité à un stock de ressources (énergie et matière) prélevés dans l’environnement. Cette orientation originale vise finalement à réconcilier le développement économique avec les contraintes écologiques et à conduire l’économie vers la sobriété.


Combustion humide de l’hydrogène et cycle de la « Pompe A Vapeur d’Eau »
Rémi Guillet, Jean-Pierre Hébert, Gérald Brunel

Le cycle dit “ Pompe à vapeur d’eau“ se définit par le recyclage sélectif de la vapeur d’eau véhiculée par les produits de combustion en sortie de machine thermique par échange de masse et de chaleur entre les produits de combustion sortant et l’air atmosphérique entrant. Avec le combustible hydrogène, cette forme de combustion humide, est susceptible de très fortes performances énergétiques et écologiques. Dans ce contexte, nous présentons ici le Diagramme Hygrométrique de Combustion (DHC) de l’hydrogène et appliquons cet outil pour anticiper les performances énergétiques de ce nouveau combustible dont le PCS dépasse de 18% son PCI. Ces anticipations concernent aussi le cas des turbines à gaz en cas de combustion humide qui, par ailleurs sont, a priori, fortement consommatrice d’eau additionnelle. La formation de panache d’eau atmosphérique, le « coût » de son élimination, la possible pollution résiduelle due aux NOx sont également présentés, cela concernant l’utilisation du combustible hydrogène dans toutes les machines thermiques à combustion, y compris dans les piles à combustibles. Toutes applications confondues et dans un contexte de cogénération, la combustion humide dont le cycle dit « pompe à vapeur d’eau » fait partie, augmente la température de rosée des produits de combustion d’environ 10°C et favorise une récupération exploitable d’énergie approchant 100% du pouvoir calorifique supérieur du combustible (100% du PCS). Ce qui est important à souligner avec le combustible hydrogène.


Le biomimétisme, une voie à explorer pour le Génie des procédés ?
Eric Schaer, Frédéric Demoly, Jean-Claude André

Le développement exponentiel des usages du numérique impose des évolutions en génie des procédés de transformation de la matière et de l’énergie en termes de formations, mais également en inventions d’origines variées pour le renouveau de la discipline soumise à des contraintes environnementales fortes. Cette situation de quasi-rupture doit se traduire par une meilleure créativité avant d’arriver à des innovations de rupture ou incrémentales. Pour atteindre cet objectif, il est parfois profitable de rapprocher deux domaines normalement disjoints pour faire émerger des idées suffisamment robustes pour devenir appliquées. Cet article traite de cette méthode en s’appuyant sur le biomimétisme. Tirer profit des ingéniosités de la nature peut-elle favoriser l’émergence d’inventions anthropocentrées et d’ainsi accélérer l’innovation dans le domaine du génie des procédés ? C’’est le questionnement des auteurs illustrant dans leur quête les opportunités d’une telle démarche de rapprochement avec ses avantages, mais également les limites actuelles de ce dernier.

Comité de rédaction

 

Rédacteur en chef

Michel FEIDT
Université de Lorraine
michel.feidt@univ-lorraine.fr

 

Rédacteur en chef adjoint

Philippe GUIBERT
Sorbonne Université
philippe.guibert@upmc.fr

 

Membres du comité

Ali FELLAH
Université de Gabès
Tunisie
al.fellah@gmail.com

Francois LANZETTA
Université de Franche-Comté
francois.lanzetta@univ-fcomte.fr

George DARIE
Université Politehnica de Bucarest
Roumanie
geo@energy.pub.ro
 
Lazlo KISS
Université du Québec à Chicoutimi
Canada
Lazlo_Kiss@uqac.ca
 
Alberto CORONAS
Université Rovira i Virgili
Espagne
alberto.coronas@urv.cat
 
Gianpaolo MANFRIDA
Université de Florence
Italie
gianpaolo.manfrida@unifi.it
 
Phillipe MATHIEU
Université de Liège
Belgique
mathieu.phillipe7@gmail.com
 
Vincent GERBAUD
Université de Toulouse
vincent.gerbaud@ensiacet.fr
 


Merci de mentionner un ou plusieurs relecteurs dans le formulaire de soumission.


Fiche de lecture : Molecular Physical Chemistry for Engineering Applications


Fiche de lecture : Thermodynamique Chimique


Fiche de lecture


Note de lecture : Extension du domaine de la thermodynamique


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