Une centrale à vapeur sur une puce : tester une microturbine qui tourne à 250 000 tr/min
Description du projet
Thématiques de recherche : Microsystèmes (MEMS); conversion d’énergie thermique; microturbomachines; mécanique des fluides; transferts thermiques
Ce projet de maîtrise vise à caractériser expérimentalement une microturbine MEMS fonctionnant à la vapeur d’eau, en vue de développer une microcentrale de production d’énergie sur puce. La microturbine a déjà été fabriquée et testée à l’air pressurisé : elle a atteint 250 000 tr/min avec un fonctionnement stable grâce à des paliers hydrostatiques, et la micropompe intégrée a été validée.
L’étape suivante consiste à la faire fonctionner à la vapeur, dans des conditions représentatives d’un cycle de Rankine, pour évaluer son potentiel réel de conversion d’énergie thermique à l’échelle microscopique.
Rôle de l'étudiante ou de l'étudiant
- Adapter le banc d’essais existant aux essais à la vapeur.
- Mettre au point les procédures expérimentales.
- Réaliser les essais et analyser les performances de la microturbine dans différentes conditions.
- Formuler des recommandations pour la prochaine génération de microturbines (vitesse, puissance, fiabilité).
Le projet touche aux écoulements à faible nombre de Reynolds, aux écoulements compressibles dans les paliers, aux transferts thermiques et à la dynamique des rotors.
Direction de recherche
Luc Fréchette, professeur au Département de génie mécanique, UdeS : direction.
Amrid Amnache, responsable de recherche au Département de génie mécanique, UdeS : codirection.
Domaines d'expertise :
- MEMS et microsystèmes; conversion d’énergie
- Microturbomachines
- Mécanique des fluides
- Microfabrication
- Gestion thermique
Candidatures recherchées
Niveaux d'études : Maîtrise
Sessions d'entrée : Hiver 2027
Compétences :
- Solide compréhension de la mécanique des fluides, des transferts de chaleur et de la thermodynamique.
- Sens pratique et aptitude à concevoir et réaliser des expériences en laboratoire.
- Expérience en acquisition et analyse de données expérimentales.
- Excellentes compétences en communication orale et écrite.
- Autonomie, rigueur et motivation pour la recherche.
Atouts considérés :
Expérience avec des bancs d’essais, l’instrumentation (pression, température, vitesse) et des outils comme MATLAB, LabVIEW ou Python.
Lieu principal de réalisation
3IT – Institut interdisciplinaire d’innovation technologique, Université de Sherbrooke
Unité d'attachement au projet : Départements de génie mécanique, Faculté de génie, Université de Sherbrooke
Financement disponible
Un financement est offert à la personne retenue (montant à confirmer avec la direction)
Principaux avantages du projet
- Banc d’essais déjà disponible et prototype fonctionnel
- Encadrement par des professeurs et des professionnels de recherche spécialisés
- Expérience concrète en R&D de technologies de pointe
- Résultats qui orienteront la conception de la prochaine génération de microturbines
Pourquoi choisir ce projet?
Pour faire passer une technologie unique à l’étape suivante : d’une microturbine qui fonctionne à l’air à une véritable microcentrale à vapeur sur puce. Un projet très expérimental, idéal pour qui aime le laboratoire.
Milieu de recherche
Le travail se déroule au 3IT, un environnement multidisciplinaire qui réunit chercheurs, étudiants aux cycles supérieurs, professionnels de recherche et partenaires industriels. La personne est intégrée à une équipe dynamique en MEMS, gestion thermique et microtechnologies.