Conception et réalisation d’un dispositif thermoélectrique pour l’alimentation de systèmes domotiques

Ce mémoire s'inscrit dans le cadre du projet DeltaT qui a pour but d'améliorer la performance énergétique des bâtiments. Plus précisément, le projet se concentre sur le placement de modules thermoélectriques sur des tuyaux de chauffage afin d'assurer l'autonomie énergétique de différents systèmes domotiques : capteur de température, système de transmission Wi-Fi et actionneur. Nous établissons dans ce mémoire un modèle théorique afin d'évaluer la puissance générée selon les caractéristiques des modules thermoélectriques. Sur la base de ce modèle et des contraintes établies dans le cahier des charges, nous concevons et construisons une série de modules thermoélectriques que nous testons ensuite dans des conditions similaires à celles d'une installation de chauffage. Au cours des tests, nous mesurons la tension produite et les températures à différents endroits du montage en faisant varier plusieurs paramètres : température et débit de l'eau de chauffage, type de dissipateur employé à la source froide et nombre de couples p-n dans le module. A partir des résultats expérimentaux obtenus, nous étudions l'influence de ces paramètres sur les performances. La différence de température entre les sources chaude et froide a un impact très important sur la tension produite qui augmente nettement pour des écarts de température plus élevés. Utiliser un plus grand dissipateur et un nombre accru de couples p-n améliore également les performances. En revanche, l'influence du débit d'eau est négligeable par rapport aux autres paramètres et ne modifie pas le niveau de tension de manière significative. Au vu des résultats obtenus, nous pensons qu'il est possible de satisfaire au cahier des charges de l'application DeltaT au moyen de quelques modifications du montage expérimental et de la géométrie des modules. Nous proposons à cet effet des pistes d'explication relatives à certaines divergences observées entre nos prévisions et les mesures expérimentales, et nous proposons plusieurs changements à mettre en place afin d'améliorer les performances.