Stockage de chaleur

Contexte

Le bâtiment représente 46% de la consommation d’énergie totale produite en France et 19% des émissions de gaz à effets de serre. Dans le cadre de la transition énergétique, le stockage de chaleur dans les bâtiments s’avère indispensable afin de :

rationaliser la gestion de l’énergie à l’échelle du bâtiment / du quartier / de la ville,
augmenter la part des énergies renouvelables utilisées dans le bâtiment.

Les systèmes de stockage naissent souvent d’assemblages de matériaux innovants et de systèmes fonctionnels donnant naissance à des technologies de plus en plus complexes. Ainsi, il est nécessaire de développer une approche de caractérisation multi-physique (expérimentale et numérique) et multi-échelles des systèmes de stockage de chaleur pour répondre à des besoins importants et grandissants sur ce domaine d'un point de vue innovation et optimisation.

Objectifs

Comprendre, caractériser et modéliser les transferts thermiques dans les matériaux à changement de phase (MCP) en présence ou non de rayonnement,
Comprendre, caractériser et modéliser les transferts thermiques dans les matériaux de stockage par sorption,
Modéliser les transferts couplés dans les matériaux composites architecturés,
Comprendre les transferts couplés dans les réacteurs de stockage et les modéliser,
Modéliser le stockage de chaleur à l’échelle du bâtiment / du quartier / de la ville
Optimiser les systèmes de stockage de chaleur intégrés au bâtiment / au quartier / à la ville, d’un point de vue thermique et énergétique.

Compétences scientifiques

Développement de modèles type Boltzmann sur gaz réseau adaptés au changement de phase en présence de convection naturelle,
Caractérisation expérimentale du changement de phase, avec et sans convection naturelle,
Développement de modèles type Boltzmann sur gaz réseau adaptés aux géométries poreuses,
Développement d’outils numériques et expérimentaux de caractérisation de l’échange convectif air / paroi MCP,
Analyse de systèmes de stockage de type échangeur air / MCP, modélisation et optimisation,
Analyse expérimentale, à l’échelle du réacteur, du stockage par sorption,
Modélisation numérique des transferts de chaleur et de masse ayant lieu dans les systèmes de stockage de chaleur thermochimiques,
Optimisation énergétique et exergétique des systèmes de stockage de chaleur thermochimique.

Quelques collaborations internationales

University of Lleida (Spain), University of Lüneburg (Germany), Technical University of Civil Engineering Bucharest (Romania), University of Auckland (New-Zealand), Norwegian University of Science and Technology, Concordia University in Montreal (Canada), Politecnico di Torino (Italia)

Quelques collaborations nationales

LOCIE (Chambéry), LGCGE (Béthune), LaTEP (Pau), IRCELYON (Lyon), LaSIE (La Rochelle)

Partenariats industriels récents

Dupont de Nemours, Cristopia, EDF, Lafarge, Saint-Gobain, CIAT, CETIAT

Participation aux groupes de travail de l’Agence Internationale de l’Energie

Annex 23 de l’ECES « Applying Energy Storage in Ultra-low Energy Buildings »
Task 42 / Annex 24 de SHC / ECES « Compact Thermal Energy Storage:Material Development for System Integration »