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Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le cadre du projet SOFAERO (Piles à combustible hautes températures SOFC pour applications aéronautiques), porté par le laboratoire LAPLACE en partenariat avec Safran Power Units. Ce projet porte sur l’étude des composants de technologie SO et l’évaluation de leurs potentialités dans un environnement aéronautique. Au cours de ces travaux de thèse, nous nous sommes concentrés sur le fonctionnement des piles à combustible à oxyde solide de température intermédiaire 650°C (IT-SOFC, Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell). La première partie du manuscrit retranscrit la culture que nous avons acquise sur les composants SO allant des matériaux composant une cellule jusqu’à l’intégration de cette technologie dans des systèmes. La seconde partie expose les moyens d’essais utilisés et les premières campagnes d’essais réalisées. Dans la troisième partie, nous proposons un modèle quasi-statique de la cellule moyenne équivalente d’un stack IT-SOFC, modèle adapté des travaux menés au sein du laboratoire LAPLACE sur les technologies à membranes échangeuses de protons (PEM, Proton Exchange Membrane) basse température et plus récemment haute température. Une des hypothèses fortes pour cette modélisation est que nous avons considéré une température interne constante et homogène au sein du stack lors du tracé des courbes de polarisation. Dans une quatrième partie, nous discutons de cette hypothèse en proposant une modélisation tenant compte cette fois-ci de la variation de température lors du tracé des courbes de polarisation. Dans ce contexte, nous exposons une méthode originale que nous avons développée afin d’estimer la température interne du stack sans avoir recours à des mesures de température internes (inexistantes sur le composant testé). Cette quatrième partie se poursuit en exposant nos premiers travaux sur la modélisation dynamique d’un stack IT-SOFC, via la modélisation des spectres d’impédance mesurés conjointement avec les courbes de polarisation. |
