Elaboration d'une loi d'échange convectif dans le cas d'une compression d'air par piston liquide

Ces travaux portent sur la mise au point d'une corrélation d'échange convectif adaptée à la compression quasi isotherme d'air par piston liquide. Cet échange thermique entre l'air et les parois de la chambre de compression est déterminant pour limiter l'élévation de la température de l'air au cours de la compression et ainsi se rapprocher de l'isothermicité. La recherche de la corrélation est basée sur une étude dimensionnelle du système complétée par un ensemble de mesures effectuées sur un banc d'essai. Un travail d'optimisation est ensuite réalisé pour déterminer les valeurs des coefficients de cette corrélation permettant de reproduire le plus fidèlement possible l'évolution de l'échange thermique dans la chambre de compression

Functions of the Nonsense-Mediated mRNA Decay Pathway in Drosophila Development

Nonsense-mediated mRNA decay (NMD) is a cellular surveillance mechanism that degrades transcripts containing premature translation termination codons, and it also influences expression of certain wild-type transcripts. Although the biochemical mechanisms of NMD have been studied intensively, its developmental functions and importance are less clear. Here, we describe the isolation and characterization of Drosophila “photoshop” mutations, which increase expression of green fluorescent protein and other transgenes. Mapping and molecular analyses show that photoshop mutations are loss-of-function mutations in the Drosophila homologs of NMD genes Upf1, Upf2, and Smg1. We find that Upf1 and Upf2 are broadly active during development, and they are required for NMD as well as for proper expression of dozens of wild-type genes during development and for larval viability. Genetic mosaic analysis shows that Upf1 and Upf2 are required for growth and/or survival of imaginal cell clones, but this defect can be overcome if surrounding wild-type cells are eliminated. By contrast, we find that the PI3K-related kinase Smg1 potentiates but is not required for NMD or for viability, implying that the Upf1 phosphorylation cycle that is required for mammalian and Caenorhabditis elegans NMD has a more limited role during Drosophila development. Finally, we show that the SV40 3′ UTR, present in many Drosophila transgenes, targets the transgenes for regulation by the NMD pathway. The results establish that the Drosophila NMD pathway is broadly active and essential for development, and one critical function of the pathway is to endow proliferating imaginal cells with a competitive growth advantage that prevents them from being overtaken by other proliferating cells

Experimental study and modeling of near isothermal air compression for offshore energy storage device

Le stockage d’énergie par air comprimé est une des technologies nécessaires à l’emploi massif des énergies renouvelables intermittentes, d’origine solaire ou éolienne. La compression d’air par piston liquide permet d’augmenter l’efficacité du stockage d’énergie en favorisant un échange thermique intense dans la chambre de compression. La description et l’évaluation de cet échange convectif pour des chambres de compression à faible rapport alésage/course ne sont cependant que peu étudiées dans la littérature scientifique. A l’aide d’une étude expérimentale menée sur deux bancs d’essais, l’échange convectif interne dans la chambre de compression est étudié. Une méthode inverse, couplée à la mesure de la température de l’air comprimé et de la position du piston, est employée afin de déterminer les transferts thermiques pariétaux instantanés au cours des compressions.Après avoir mis en lumière la présence systématique d’une transition du régime convectif de type laminaire vers un régime turbulent dans le volume d’air comprimé, de nouvelles corrélations d’échange convectif sont recherchées. Sur la base de 73 expérimentations, plusieurs formes de corrélations basées sur des nombres sans dimension sont optimisées puis comparées. Deux nouvelles corrélations du nombre de Nusselt, l’une en régime laminaire et l’autre en régime turbulent, sont ensuite sélectionnées. Un modèle instationnaire thermodynamique 1D de la chambre de compression est alors construit dans l’environnement Matlab / Simulink afin de tester la qualité de ces corrélations. Les résultats numériques sont ainsi comparés aux données expérimentales. Finalement, deux essais expérimentaux supplémentaires, réalisés sur un banc d’essai différent, permettent de confirmer la qualité des nouvelles corrélations d’échange convectif proposées.Energy storage by compressed air would be one of the required technologies for enabling massive use of intermittent solar or wind renewable energy sources. Air compression using a liquid piston enables an increase in the energy storage efficiency by inducing an intense heat exchange in the compression chamber. Few studies reported in the literature have focused on the description and evaluation of the convective heat exchange for a low ratio compression chamber (L/D). Using an experimental study and two test benches, the internal convective heat transfer during compression has been studied. In addition to measuring liquid piston position and air pressure, an inverse method was used to determine the instantaneous parietal convective heat flow during compression. After highlighting the presence of a systematic transition from laminar to turbulent convective regime in the compressed air, new convective heat transfer correlations were sought. On the basis of 73 experiments, several correlation forms based on dimensionless numbers were optimized and compared. Two new Nusselt number correlations, one for laminar and the other for turbulent flow, were then selected. A 1D thermodynamic transient model of the compression chamber was built using Matlab / Simulink environment in order to test the quality of these correlations. Thus, numerical results and experimental data were compared. Finally, results from two additional experiments carried out on a different test bench have confirmed the quality of the new proposed correlations for convective heat exchange

Etude expérimentale et modélisation de la compression quasi isotherme d’air pour le stockage d’énergie en mer

Energy storage by compressed air would be one of the required technologies for enabling massive use of intermittent solar or wind renewable energy sources. Air compression using a liquid piston enables an increase in the energy storage efficiency by inducing an intense heat exchange in the compression chamber. Few studies reported in the literature have focused on the description and evaluation of the convective heat exchange for a low ratio compression chamber (L/D). Using an experimental study and two test benches, the internal convective heat transfer during compression has been studied. In addition to measuring liquid piston position and air pressure, an inverse method was used to determine the instantaneous parietal convective heat flow during compression. After highlighting the presence of a systematic transition from laminar to turbulent convective regime in the compressed air, new convective heat transfer correlations were sought. On the basis of 73 experiments, several correlation forms based on dimensionless numbers were optimized and compared. Two new Nusselt number correlations, one for laminar and the other for turbulent flow, were then selected. A 1D thermodynamic transient model of the compression chamber was built using Matlab / Simulink environment in order to test the quality of these correlations. Thus, numerical results and experimental data were compared. Finally, results from two additional experiments carried out on a different test bench have confirmed the quality of the new proposed correlations for convective heat exchange.Le stockage d’énergie par air comprimé est une des technologies nécessaires à l’emploi massif des énergies renouvelables intermittentes, d’origine solaire ou éolienne. La compression d’air par piston liquide permet d’augmenter l’efficacité du stockage d’énergie en favorisant un échange thermique intense dans la chambre de compression. La description et l’évaluation de cet échange convectif pour des chambres de compression à faible rapport alésage/course ne sont cependant que peu étudiées dans la littérature scientifique. A l’aide d’une étude expérimentale menée sur deux bancs d’essais, l’échange convectif interne dans la chambre de compression est étudié. Une méthode inverse, couplée à la mesure de la température de l’air comprimé et de la position du piston, est employée afin de déterminer les transferts thermiques pariétaux instantanés au cours des compressions.Après avoir mis en lumière la présence systématique d’une transition du régime convectif de type laminaire vers un régime turbulent dans le volume d’air comprimé, de nouvelles corrélations d’échange convectif sont recherchées. Sur la base de 73 expérimentations, plusieurs formes de corrélations basées sur des nombres sans dimension sont optimisées puis comparées. Deux nouvelles corrélations du nombre de Nusselt, l’une en régime laminaire et l’autre en régime turbulent, sont ensuite sélectionnées. Un modèle instationnaire thermodynamique 1D de la chambre de compression est alors construit dans l’environnement Matlab / Simulink afin de tester la qualité de ces corrélations. Les résultats numériques sont ainsi comparés aux données expérimentales. Finalement, deux essais expérimentaux supplémentaires, réalisés sur un banc d’essai différent, permettent de confirmer la qualité des nouvelles corrélations d’échange convectif proposées

Méthode VOF pour la simulation numérique de l'écoulement de l'air comprimé et du transfert thermique associé dans un piston liquide

National audienceThis study focuses on 2D modeling of a process of air compression in a liquid piston. In order to study this flow numerically, the choice was made to use the VOF (Volume of Fluid) method which is adapted to this type of flow. The flow regime switchs from laminar to transient, so the LES (Large Eddy Simulation) method was chosen for turbulence modeling. We tried to get closer to the experimental results and to better illustrate the different physical phenomena present during the compression using different approaches.Cette étude porte sur la modélisation 2D d'un processus de compression d'air dans un piston liquide. Afin d'étudier numériquement cet écoulement, le choix a porté sur l'utilisation de la méthode VOF (Volume of Fluid) qui est adaptée à ce type d'écoulement. Le régime de l'écoulement varie au cours du processus de compression passant de laminaire à transitoire puis turbulent, ainsi la méthode LES (Large Eddy Simulation) a été choisie pour la modélisation de la turbulence. Des améliorations ont été apportées afin de s'approcher des résultats expérimentaux obtenus précédemment et de mieux illustrer les différents phénomènes physiques présents lors de la compression

Méthode VOF pour la simulation numérique de l'écoulement de l'air comprimé et du transfert thermique associé dans un piston liquide

National audienceThis study focuses on 2D modeling of a process of air compression in a liquid piston. In order to study this flow numerically, the choice was made to use the VOF (Volume of Fluid) method which is adapted to this type of flow. The flow regime switchs from laminar to transient, so the LES (Large Eddy Simulation) method was chosen for turbulence modeling. We tried to get closer to the experimental results and to better illustrate the different physical phenomena present during the compression using different approaches.Cette étude porte sur la modélisation 2D d'un processus de compression d'air dans un piston liquide. Afin d'étudier numériquement cet écoulement, le choix a porté sur l'utilisation de la méthode VOF (Volume of Fluid) qui est adaptée à ce type d'écoulement. Le régime de l'écoulement varie au cours du processus de compression passant de laminaire à transitoire puis turbulent, ainsi la méthode LES (Large Eddy Simulation) a été choisie pour la modélisation de la turbulence. Des améliorations ont été apportées afin de s'approcher des résultats expérimentaux obtenus précédemment et de mieux illustrer les différents phénomènes physiques présents lors de la compression

Underwater CAES assessment: economic and engineering references for energy mix sizing in islands grids

International audienceThis study investigates the system benefits of the integration of an underwater CAES storage technology to support variable renewables integration. The case study is the French island of Guadeloupe, where power specificities are the high share of fossil fuels, i.e. diesel and coal, and the significant seasonal variability of the load. An optimization model is built to test energy scenarios targeting 100% renewables on the island such as to minimize the waste of energy, i.e. the power curtailed, subject to hourly supply-demand balance. The underwater Isothermal-CAES storage system under consideration seems suitable for coupling with large-scale fluctuating energy renewable power plants and to attain carbon emission targets, due to higher efficiency rate (70%) than conventional CAES, and to free of natural gas requirements. The model shows that using I-CAES storage allows the system to avoid curtailment of fluctuating renewables, and that fast adjustment speeds and the resilience to frequent start-ups and shut-downs effects are the suitable features for attaining political energy targets of the island in 2030

Mushroom-shaped bubble plume under bubble crown

International audienceWe study free-rising bubble plumes produced by gas injection in pressurized water to characterize the subsea gas release conditions. Time evolution illustrations of a bubble plume under the chaining regime at atmospheric pressure given above were obtained employing a diffused backlight illumination technique. First, a continuous jet, four times larger than the nozzle diameter, and a large bubble, ten times larger than the nozzle diameter, merge in a mushroom-shaped bubble plume at the jet interruption. Then, the apparition of a new jet enlarges the bubble plume length. The process ends with the mushroom cap detachment while fragmenting into a bubble crown. Question: What is the impact of subsea pressure conditions on the bubble plume evolution up to the sea level surface? The authors gratefully acknowledge France Relance and SEGULA Technologies for funding the project

Approach of dynamic modelling of a hydraulic System

International audienc