[PDF] Définition modélisation et validation expérimentale dune capacité

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2MiB}+ `2b2`+? /Q+mK2Mib- r?2i?2` i?2v `2 Tm#@

HBb?2/ Q` MQiX h?2 /Q+mK2Mib Kv +QK2 7`QK

i2+?BM; M/ `2b2`+? BMbiBimiBQMb BM 6`M+2 Q` #`Q/- Q` 7`QK Tm#HB+ Q` T`Bpi2 `2b2`+? +2Mi2`bX /2biBMû2 m /ûT¬i 2i ¨ H /BzmbBQM /2 /Q+mK2Mib b+B2MiB}[m2b /2 MBp2m `2+?2`+?2- Tm#HBûb Qm MQM-

Tm#HB+b Qm T`BpûbX

.û}MBiBQM- KQ/ûHBbiBQM 2i pHB/iBQM 2tTû`BK2MiH2 Hi2Mi2 /Tiû2 ¨ mM2 +2Mi`H2 i?2`KQ/vMKB[m2 bQHB`2

¨ #bb2 i2KTû`im`2

6#B2M _Q;2i

hQ +Bi2 i?Bb p2`bBQM, KB[m2 T` +?H2m` Hi2Mi2 /Tiû2 ¨ mM2 +2Mi`H2 i?2`KQ/vMKB[m2 bQHB`2 ¨ #bb2 i2KTû`im`2X mi`2

Laboratoire IM2NP

THÈSE présentée par

Fabien ROGET

soutenue1 pourDocteur en

Spécialité

capacité de stockage thermique par chaleur latente adaptée à une centrale thermodynamique solaire

à basse température

Rapporteurs

Mr. Jacques LACAZE

Mr. Jean-Pierre BEDECARRATS

Directeur de Recherche. CIRIMAT, Toulouse.

Maître de Conférences (HDR). LaTEP, Pau.

Mr. Xavier PY Professeur. PROMES, Perpignan.

Mr. Claude FAVOTTO

Mr. Jacques ROGEZ

Maître de Conférences (HDR). IM2NP, Toulon.

Directeur de Recherche. IM2NP, Aix-Marseille III.

Mr. Christian LENOTRE Ingénieur Centrale Marseille. Société SAED, Valbonne.

Contact

Fabien OGET

IM2NP/CNRS

Remerciements

PP MN remercier Monsieur WO, Président de SAED à Ń NM ÓP ŃOŃO M MŃŃ M ŃMŃ MP Ń trois ans et Monsieur LENOTRE, Directeur P implication dans le projet

PŃM M ŃOM MPPB

ŃP MP M P Monsieur ROSSI,

P PMM MP P M ÓP

reŃOŃO P B " PO ŃP N MP ŃP M ŃP M P MMP PP aventure humaineme c onfiait AVOTTO,

P MP NP M MŃ B P Ń P P

particulièrement pour son soutien, son implication et ses conseils, mais aussi pour

M MP ŃOM ŃP P P M

Professeur P. SATRE,

OGEZ. Pour

H P MPŃP MMN Ń Monsieur HAILLOT, Maî

ŃŃ P M P M

M a gratitude et mon profond respect à Monsieur J.EDECARRATS,

Maître de G MPPP ŃMŃ M

travail, pour avoi r ac cepté de mettre à notre d ispositi on une cuve de st ockag e

P N O P B LACAZE, Directeur de

ŃOŃO M F M P et

Y présidé le

ceux qui savent.

PM Ń Ń Ń P M M Ń PMM

M P F GŃPMP

H2

MM PŃO PMM

ŃMP MPM

Ń P P u encouragé de loin

M P M B M-

M ŃB ŃO ŃŃ NM MŃŃ M

x

Ó P M

les

J, Ń M M Ń M "

PM P

Résumé

FH P P OM P

Développement (SAED) à Valbonne et l' Insti tut Matériaux Microé lectronique

INÓŃP Ń -

Ń MPM PŃM PO M ŃOM

latente, adapté aux niveaux de température des capteurs solaires développés par SAED. P PŃM ergie est un des principaux verrous technologiques reconnus

PŃ P PP P PP Ń PM M

deuxième

P P M P Ń Ń P

représenter au mieux les co nditions i mposées dans une enceinte industri elle. Cette

P M M ŃP F

utilisation industriel le en PŃM POB I Ń PŃM ŃPMP F ŃMB INÓŃP st de disposer

P ŃP MŃ P PŃM M ŃOM MPP

centrale thermodynamique solaire et

PŃM P O ŃPM O POM

matériaux à change ment de phase, MCP, c haleur l atente, s els hydrat es,

Abstract

Sommaire

HAPITRE PREMIER F G IG

Introduction

I.2. Sophia

I.3. GP P PŃM ................................

HAPITRE II MATÉRIAUX À CHANGEMENT DE PHASE

Principe du stockage thermique par changement de phase

II.2. Critères de sélection des MCP

II.3. Première sélection de MCP

HAPITRE IIIMESURES DES ENTHALPIES ET TEMPÉRATURES

DE CHANGEMENTS DE PHASE

Calorimétrie Différentielle à Balayage (DSC)

III.2. Matériaux testés

III.3. Récapitulatifs des essais par DSC

HAPITRE IV

Conception du calorimètre "

IV.2. Matériaux testés

IV.3. Conclusions des essais calorimétriques "

HAPITRE V

Germination des polyols

V.2. Mesures de densités liquides

V.3. P P POP

V.4. ŃMPMP P

HAPITRE VI

Mélanges eutectiques

VI.2 Recherche des compositions eutectiques

VI.3. Essais dans le calorimètre XL

VI.4. Densités liquides

VI.5. ŃMPMP P PŃP PMP................................

HAPITRE VII

Introduction

VII.2. Principe du modèle et hypothèses

VII.3. Différentes configurations

VII.4. PP PM Ń PŃM

VII.5. Résultats de la modélisation

VII.6. Améliorations futures du modèle

ONCLUSION ET PERSPECTIVES

NNEXES

1

CHAPITRE PREMIER

F G IG

Sommaire

I.1. Introduction

I.1.1. Enjeux énergétiques

I.1.2. Énergie solaire

I.1.3. Technologies de centrales héliothermodynamiques

Sophia Antipolis

I.2.1. Captation solaire

I.2.2. Champ solaire innovant

I.2.3. Centrale thermodynamique

I.2.4. Objectifs de la thèse

GP P PŃM

I.3.1. Stockage mécanique

I.3.2. Stockage électrique

I.3.3. Stockage thermique

[André Franquin]Extrait de la .

I.1. Introduction

I M P Ń osera dans les siècles à venirB MM O cavernes de survivre

M MP Ó M PŃ P PMP

M ŃM P ŃOMB FPP Ń PMP PP MP

ŃP M

M M M

supérieures à celles du bois

MŃP PŃM P PMPB

F ŃNPN ŃPPP M PŃM

puisse imaginer1

2 M ŃOM MŃŃ PO M

degré supplémentaire

OMP P P P MŃ

un double problème Un 3

NMNP P M ŃŃ MŃPP OM 1E50 est de plus

iM ŃB La raréfaction des combustibles fossiles sur lesquels reposent nos sociétés

M MŃ M P vront surmonter, les hommes doivent

I Ń P PMP M ŃMP

Le recours à des pŃ ŃPP environnement en utilisant l

énergie renouvelables, souvent intermittentes.

N PŃM .

1 Exception faite des " ŃM PP ŃO M MPe

21 th = 1 Mcal = 4,1868 MJ = 1,163 kWh

3Créé

I.1.1. Enjeux énergétiques

Figure 1

P , la not ion de "reno uvelable M elle est

P P MP M

demeurant

MP N PO P M P

MP ŃM P

nergie des r éservoirs

F ŃM P P Ń Ń Ń helle

Ressources Énergétiques Unité de temps de recharge

Matériaux nucléaires -

Combustibles fossiles M

Gradient thermique des océans FPM M

Biomasse Années

Géothermie, Hydraulique Jours - Années

Vent, Marées, Vagues Jours - Heures

Masses thermiques Heures

Tableau [2]

I P M P MP M ŃP P M

transformation, conversion et mise en forme, pour être la mieux adaptée possible à

MŃMP B IŃPŃP P M P Ń ŃP M

peut égalemeP ŃP M ŃOM O M le pétrole et le gaz,

I MŃŃ JO 1

MPP M également de puissance instantanée disponible.

ERMANN,P N P

12 21

Figure [2]

I P P Ń e du S

Ń RP PB FP M P

Mais cette unité étant trop faible

ŃP ŃMP P ŃO M

est 2

ŃMP M B

Ń MP selonM PO MMP selon

M PMP P P Ń cherchant

M u

P M MP organismesMŃŃnt MŃ

consommation mondiale d e

P Ń Ń PM OMP MP

avoir M naturelles Ń 15 1 3

21 tep = 11

Consommation en 2010 Réserves (hors nouvelles découvertes) [Gtep] [Gtep] [an]

Pétrole 4,0 189 47

Gaz naturel 2,9 165 57

Charbon 3,6 540 150

Uranium 0,62 65 105

Tableau 1

Figure 1

P M MMŃP PMN PMP M

fossiles, de par sa forte émission de ŃPN MP P de se rre et le dé règleme nt climat ique de la planète. 2

ŃN 2008 P M M ie et du

Diminuer de 20

Diminuer

Couvrir 20 % de nos besoi ns énerg étique s grâce aux én ergies Ces objectifs concrétisent la tendance mondiale de lutte contre le changement

P MP

de CO2.

1 British Petroleum

2

P Ń P P

PŃO ŃP ŃPŃP M M POMB

M MÓO Ń M PŃO M thermodynamiques

Un s tockage the

De faibles émissions de CO2 élec)

Une source énergétique inépuisable et non soumise aux fluctuations des marchés

Un coût du kWh de plus en

P 1D P 30 ŃCJOélec).

P Ń M PPP P P P Ń

descendants puissent ne pas dépendre unique ment de s ources d'énergi es

M M MP PP

solaire, voici quelques exemples simples et concrets fixant des ordres de grandeurs de

IM Ń MP M M en 2009 est estimée à

130 PWh 15

M Ń MŃ 200E Ń

toutes énergies confondues, à environ 4/an/habit1 Un camion de 10 tonnes lancé à 100 km/h, 1 kWh

ŃPB GM Ń ŃM se trouve

1 kWh.

IM MPP ŃP M 1 kWh

Parcourir 1 km avec une voiture qui consomme 8 l/100km. Faire fonctionner un réfrigérateur pendant une journée.

MN 200 MŃ 100 MPB

1

I.1.2. É

PPB MP M MP MPOB

O OB P 34 1038 M O

protons) sont c onvertis en hélium chaque second e,

24 P M P

terrestre MPO

Figure

N P D3 M M

es atteignant la

42 J P MPP ŃO P M MPO

supérieure, ŃPP M MŃ 31 J P ŃP vents. Il reste

ŃOM M MŃ M ŃPN MMP M L2.

P 1O30 M PPMP

priM Ń M OMP P P P 200EB

OURDE1 ULLER2

1 CMMP P F

2Laboratoire de

Lumière solaire au-

Corps noir à 5 780°C

Lumière solaire au niveau de la mer

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