Etudiant : EL AZZOUZI YASSINE

Filière : Master Physique des Nouveaux Matériaux et Energies Renouvelables (PNOMER)

Encadrant : Pr. RAHMOUNI ABDELAALI

Annèe : 2026

Résumé : Ce travail présente la simulation numérique du stockage d'énergie thermique dans un composite mousse métallique / paraffine RT27 (matériau à changement de phase), réalisée sous COMSOL Multiphysics 6.3. Le modèle repose sur le couplage de trois modules physiques : les équations de Brinkman-Forchheimer-Darcy pour l'écoulement en milieu poreux, le modèle à non-équilibre thermique local (LTNE) à deux équations d'énergie distinctes pour les phases MCP et mousse, et la méthode enthalpie-porosité de Voller et Prakash pour la modélisation du changement de phase solide-liquide. Les paramètres structurels de la mousse sont calculés par les corrélations analytiques de Calmidi et Mahajan. La validation du modèle par comparaison avec les résultats de El Idi et Karkri (2019) montre un accord quantitatif satisfaisant (écart < ±2°C durant la fusion). Le champ de vitesse confirme que la convection naturelle est négligeable (v ≈ 0 m·s⁻¹) : la conduction thermique est le mécanisme dominant dans toutes les configurations simulées. Trois études paramétriques isolent l'influence des paramètres morphologiques sur la fraction liquide moyenne du MCP. Les résultats montrent que : (i) la réduction de la porosité de ε = 0,93 à ε = 0,80 accélère la fusion de 65 % (facteur ×2,86) ; (ii) la densité de pores n'a pas d'effet significatif dans la gamme 5–40 PPI à porosité constante ; (iii) le type de mousse établit la hiérarchie Cu (×6,25) > Al (×2,50) > Ni (×1,00). La configuration optimale : mousse d'aluminium (k = 220 W·m⁻¹·K⁻¹) ; porosité ε = 0,87 ; densité de pores 10-20 PPI ; paraffine RT27, réduit le temps de fusion de ≈50 % par rapport à la référence, tout en conservant 87 % de la capacité de stockage latent.