Etude de faisabilité de la liquéfaction du gaz naturel via la réfrigération magnétique

Le présent travail porte sur l’étude de faisabilité d’appliquer la technique de réfrigération magnétique (RM) à la liquéfaction du gaz naturel (c’est-à-dire, liquéfacteur magnétique). Il s’agit de modéliser le phénomène de la réfrigération magnétique, de proposer un prototype de liquéfacteur magnétique et d’évaluer les performances du système. Un tel dispositif consiste essentiellement en un régénérateur magnétique, un fluide caloporteur et une source de champ magnétique. La première partie du travail portait sur la modélisation du phénomène de RM à travers l’étude d’un cycle thermomagnétique en considérant les équations d’énergie gouvernant les échanges de chaleur entre le fluide et le solide dans le régénérateur magnétique. La deuxième partie a été consacrée à l’analyse de performance et au dimensionnement du liquéfacteur magnétique. A cet effet, à l’aide du logiciel de simulation Hysys, de nombreuses configurations du liquéfacteur magnétique ont été proposées et étudiées, et ce, afin de déterminer les configurations optimales susceptibles de produire d’appréciables quantités de gaz naturel liquéfié (GNL). Des configurations hautement efficaces ont été trouvées; des performances ayant des valeurs jusqu’à 81% de celle du cycle de Carnot correspondant. Toutefois, en comparaison avec des liquéfacteurs conventionnels à gaz, les débits de GNL trouvés sont limités; des valeurs inférieures à 4.85 kg/jour obtenues sous des hautes pressions d’opération du gaz naturel (de l’ordre 36 bars) et pour un champ magnétique appliqué de 5 T