Évaluation, modélisation et optimisation de la performance énergétique de solutions de stockage d’énergie souterrain inter-saisonnier à haute température sur boucles fermées dans un contexte de transition énergétique des bâtiments

Contexte du recrutement

AbSOLAR est une start-up girondine créée en mai 2020, dont le siège est situé à Bègles, au sein du Parc de l’Intelligence Environnemental (Parc NEWTON). Elle se spécialise dans la production de chaleur, de froid et d'électricité 100 % renouvelables et décarbonés. L'entreprise se distingue par ses solutions de géothermie innovantes et disruptives, qui exploitent la capacité de stockage offerte par le sous-sol. AbSOLAR se positionne ainsi en tant que pionnier en France dans le domaine du stockage d'énergie souterrain inter-saisonnier à haute température.
AbSOLAR est fortement impliquée dans des projets de R&D visant à améliorer l'efficacité et la performance des systèmes de stockage d'énergie souterrain à haute température. En collaboration avec des partenaires scientifiques et techniques, l'entreprise évalue et modélise la performance des systèmes de stockage géothermique, ainsi que l'optimisation de la gestion de l'énergie stockée.

Le projet

Malgré les nombreuses études menées au cours des dix dernières années sur le stockage souterrain, certains verrous scientifiques et techniques demeurent, tels que l'efficacité énergétique du stockage inter-saisonnier en sous-sol, notamment en ce qui concerne les phénomènes hydrologiques. De plus, le contrôle et le pilotage d'un système complexe composé de nombreux éléments, tels que le type d’échangeurs géothermiques sur boucles fermées, la nature du fluide caloporteur, l’implémentation de pompes à chaleur haute-température (CO2 ou HFO) ou de machines à sorption, les systèmes de stockage tampon court-termes, le réseau de distribution et les différents modes de contrôle/commande pour différents usages (chauffage et production ECS) des bâtiments, représentent des verrous importants dans l'optimisation à la fois du dimensionnement et du pilotage du système.
Le projet vise à développer des solutions de modélisation pour améliorer cette connaissance, tout en s'appuyant sur des données mesurées issues d’un démonstrateur à l’échelle 1 actuellement en exploitation à Cadaujac, proche de Bordeaux. Les objectifs consistent à proposer des méthodes de calcul permettant d'aider à la conception du système complet, même à des stades très précoces, lorsque relativement peu d'informations sont disponibles.

Le projet comporte quatre macro-tâches techniques et scientifiques visant à :

  1. étudier les différents cas d'utilisation du stockage d’énergie souterrain à haute température sur boucles fermées, en évaluant les différentes échelles, niveaux de température, capacités de stockage, ainsi que les KPI utilisés pour évaluer la viabilité des projets.
  2. étudier les comportements thermiques du système du stockage d’énergie souterrain à haute température, en étudiant l'impact des phénomènes hydrologiques et en évaluant les pertes thermiques pour différentes profondeurs, milieux et orientations des échangeurs souterrains sur boucles fermées. Cette tâche comporte également une dimension expérimentale. Il s’agit d’exploiter les données recueillies sur le démonstrateur de Cadaujac pour asseoir la méthodologie et valider un modèle d’échangeur avec le sol.
  3. développer une méthode de dimensionnement d'un système thermique hybride complet, en prenant en compte les paramètres de conception, les données d'usage, les critères de taux de couverture des besoins en énergie renouvelable, ainsi que les modes de pilotage et de contrôle/commande.
  4. exploiter et valoriser les résultats obtenus, notamment en développant un outil de dimensionnement simplifié, bien documenté et modulable, et en communiquant les résultats pour améliorer la visibilité auprès de prospects intéressés par la capacité de stockage qu’offre la géothermie comme source d’énergie de décarbonation.

Une équipe pluridisciplinaire s’est constituée pour mener à bien ce projet, en partenariat avec le laboratoire I2M de l’Université de Bordeaux et l’Institut de Transition Énergétique Nobatek/INEF4. 

La thèse

La thèse va traiter les quatre macro-tâches du projet, son objectif principal est de développer une méthode de dimensionnement et d'optimisation d'un système de stockage géothermique pour la décarbonation des bâtiments. Le travail se concentre sur l'analyse des différents cas d'utilisation du stockage géothermique, l'étude du comportement thermique du système de stockage souterrain, ainsi que la modélisation et l'optimisation d'un système thermique hybride complet.
L'objectif est de développer un outil numérique simplifié et bien documenté qui permettra aux professionnels de concevoir des systèmes de stockage géothermique inter-saisons pour répondre aux besoins de décarbonation des bâtiments. La méthodologie proposée sera validée sur les données réelles issues du site de stockage géothermique existant à Cadaujac et les résultats seront valorisés par une communication scientifique et technique.

Profil recherché

  • Étudiant(e) de niveau BAC+5 (master 2 ou école d’ingénieur) en thermique ou géo-énergie.
  • Connaissances nécessaires : thermique, manipulation/analyse de données, modélisation.
  • Qualités attendues : Rigueur, autonomie, travail en équipe.

Le poste

Employeur : AbSOLAR.
Type de contrat : CDD 3 ans (rémunération en vigueur contrat doctoral) avec demande CIFRE. Recrutement : à compter de septembre 2023.
Lieu : Bordeaux (33).
La thèse sera rattachée à l’Ecole Doctorale SPI (Sciences Physiques et l’Ingénieur) de l’Université de Bordeaux, et dirigée par Pr. L. Mora (laboratoire I2M).

 

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Dossier de candidature : Lettre de motivation, CV, relevés de notes, lettre(s) de recommandation

Date limite de candidature : Fin juillet 2023

Mise à jour le 03/07/2023

Sujet de thèse