Sujet : Stockage d'énergie par chaleur latente : du matériau au système
Résumé
La transition écologique incite fortement à étudier les matériaux de stockage d’énergie thermique avec en ligne de mire une optimisation du rapport performances/prix des systèmes les contenant. L’objectif des différentes études menées vise à rechercher, développer, caractériser et sélectionner de nouveaux matériaux à changement de phase (MCP) pour le stockage de l'énergie thermique de basses à moyennes températures (de 5°C à 200°C) en vue de leur intégration dans des systèmes de stockage. Deux catégories de MCP sont considérées en priorité : des MCP biosourcés à surfusion élevée (alcools de sucre, purs ou en mélange ou infiltrés dans des mousses de carbone) pour le stockage d’énergie thermique à long terme et des MCP biosourcés à faible surfusion (acides gras et alcools gras purs ou en mélange) pour le stockage d’énergie thermique à court terme. De nouvelles méthodes expérimentales reposant sur des techniques d'imagerie pour l'étude des équilibres de phases et des phénomènes de fusion/cristallisation de systèmes purs et multi-composants sont proposées. Ces méthodes nécessitent la conception et l'instrumentation de bancs expérimentaux multifonctions associés à des méthodes de traitement de données et à des modèles numériques. Elles permettent une étude rapide d’un grand nombre de MCP, notamment en termes de caractérisation thermo-physique, l’activation de la décharge d’énergie et, par l’étude de la nucléation et de la croissance cristalline, elles donnent accès au temps et à la puissance de cette décharge.
Abstract
Today, ecological transition represents a strong incentive to the research and development of new advanced materials for thermal energy storage with enhanced performance/cost ratio. The studies carried out aim at researching, developing, characterizing and selecting new Phase Change Materials (PCM) for thermal energy storage at low to medium temperatures (from 5°C to 200°C), PCM to be integrated into storage systems. Two categories of PCM are mainly considered: biobased PCM with a severe undercooling (sugar alcohols, pure or mixed or infiltrated in carbon foams) for long-term thermal energy storage and biobased PCM with a low undercooling (fatty acids and fatty alcohols pure or mixed) for short-term thermal energy storage. New experimental methods are developed, based on thermal imaging techniques, for the study of phase equilibria and fusion/crystallization phenomena of multi-component systems. They involve the design and instrumentation of multifunctional experimental techniques associated with data processing methods and numerical models. These benches allow the fast screening of a large number of PCM in order to select the most promising, then to assess their performances by their thermo-physical characterization. They also allow energy discharge activation and the investigation of the time and power of this discharge through the study of nucleation and crystal growth.
Membres du jury
Mejdi AZAIEZ, Professeur des Universités de Bordeaux INP - I2M
Jean-Pierre BEDECARRATS, Professeur des Universités de l’UPPA - LaTEP
Rafik BELARBI, Professeur des Universités de l’ULR - LaSIE
Denis BRUNEAU, Professeur des Universités de l’ENSAP - GRECCAU
Maud CANSELL, Professeur des Universités de Bordeaux INP - CBMN
Alain CORDIER, Personnalité externe
Stéphane GINESTET, Professeur des Universités de l’INSA Toulouse – LMDC
Jean-Marc HEINTZ, Professeur des Universités de Bordeaux INP - ICMCB
Wahbi JOMAA, Professeur des Universités d’UB - I2M
Elena PALOMO DEL BARRIO, Directrice Scientifique au CICenergiGUNE