Le défi clé a pour ambition de contribuer à combler les lacunes technologiques actuelles identifiées dans le domaine du Photovoltaïque (PV) pour des utilisations dans des conditions non standards. Les solutions dans ce domaine sont multiples, elles peuvent être le fruit de concepts physiques non encore exploités jusque-là, d’adaptation de principes existants ou de mise en oeuvre de matériaux non encore utilisés dans le domaine du PV. Sur cette base cinq domaines scientifiques ont été définis : 1. Physique de la conversion d’énergie photovoltaïque en conditions non standards. 2. Synthèse de matériaux innovants. 3. Nouveaux concepts pour l’hybridation des modes de conversion de l’énergie solaire. 4. Exploration des limites : fortes concentrations solaires et conditions extrêmes. 5. Apport du numérique dans l’analyse et la collecte des données en conditions non standards.
Catégorie : Actualités
Stage Master 2, site du Grand Four solaire d’Odeillo
Objectif
Le stage consistera principalement à étudier le comportement de matériaux conçus par fabrication additive (alliages métalliques Inconel718 ou composites céramiques ZrB2/MoSi2) sous flux solaire concentré et air standard ou dissocié, en utilisant l’enceinte MESOX (Moyen d’Essai Solaire d’OXydation) et à caractériser l’endommagement des matériaux par diffraction de rayons X, sectroscopie μ-Raman et/ou spectrométrie photoélectronique X. Une étape préalable de recherche bibliographique permettra au ou à la stagiaire de comprendre le fonctionnement des installations solaires et le comportement (résistance à l’oxydation et aux chocs thermiques) des matériaux soumis à des conditions extrêmes de traitement. Des modélisations sous logiciels Scilab/Matlab ou ANSYS/Fluent pourraient être effectuées en parallèle aux études expérimentales pour évaluer les performances thermiques des matériaux développés.
Mots-clés
Mécanique des fluides numérique, Thermique, Ecoulement diphasique fluide – particules, Front-Tracking, Simulation Numérique Directe.
Objectif
Une méthode de simulation numérique directe d’écoulements fluide – particules solides, utilisant la méthode Front-Tracking (FT) du logiciel TrioCFD et une approche Discrete Element Method (DEM), a récemment été développée. L’objectif de ce travail consiste à valider cet outil numérique sur des simulations d’écoulements anisothermes.
Catégories
Stockage de la chaleur et du froid
Parution du livre « Stockage de la chaleur et du froid » 1 et 2 aux Edition ISTE – avec les contributions de Régis Olivès, Maxime Perier-Muzet et Driss Stitou.
Stockage de la chaleur et du froid 1 est consacré aux procédés de stockage par chaleur sensible et latente.
Après plusieurs rappels théoriques, cet ouvrage présente les principales situations de stockage sensible à basse température et à température élevée pour la production d’électricité. Le stockage latent sur des matériaux à changement de phase est ensuite analysé sous ses aspects fondamentaux, en présentant les mécanismes de préparation des MCP et les intégrations dans les procédés de stockage de chaleur et de froid. Les matériaux les plus prometteurs sont présentés, ainsi que les voies d’amélioration des matériaux étudiés. Des notions de rentabilité technico-économique sont également définies.
Enfin, cet ouvrage s’intéresse au stockage de chaleur associé aux centrales solaires thermodynamiques et aux principes physiques de stockage très variés qui y sont associés.
Stockage de la chaleur et du froid 2 s’intéresse aux procédés de stockage thermochimique à sorption, c’est-à-dire les procédés à absorption, à adsorption et à sorption chimique.
Cet ouvrage analyse les principes de la sorption et définit les critères de sélection des matériaux à mettre en oeuvre avant de présenter les trois technologies de stockage à sorption. Le fonctionnement du cycle à absorption est détaillé afin de pointer les enjeux futurs de cette méthode. Ensuite, le stockage par adsorption physique est examiné. Les fondements de ce phénomène et une description des cycles et systèmes à adsorption solide-gaz sont exposés, avant de présenter de nombreux exemples d’installations prototypes. Enfin, le phénomène de stockage de chaleur par sorption chimique est décrit à l’échelle du matériau réactif jusqu’à l’échelle du procédé, avant de mettre en perspective l’état de l’art des améliorations possibles et d’illustrer différentes applications.
Missions
- Confectionner et présenter les plats ou les prestations à servir en restauration collective
- Assurer l’entretien de la vaisselle, matériels et locaux
- Assurer l’interface avec les convives
- Occasionnellement, chef de cuisine suppléant : produire en binôme l’ensemble des prestations de restauration dans le respect des contraintes budgétaires et des normes de qualité
Les activités seront menées à la fois au niveau expérimental et de la modélisation :
- Etudes expérimentales sur le réacteur solaire au foyer d’un concentrateur solaire à Odeillo,
- Détermination des performances en fonction des paramètres, bilans matière et énergie, analyse des gaz produits, caractérisation des produits solides obtenus,
- Modélisation CFD détaillée du réacteur sous Ansys Fluent,
- Simulation dynamique globale pour la prédiction des performances en fonction du flux solaire,
- Traitement des données, exploitation et analyse détaillée des résultats, rédaction.
Placé(e) aux côtés du coordinateur scientifique, l’European Project Manager (EPM) assiste ce dernier dans la coordination du projet. Il/elle a pour mission d’assurer l’animation du consortium et d’en faciliter le fonctionnement général en conformité avec les termes de la Convention de subvention et de l’Accord de consortium. Ces fonctions recouvrent ainsi un ensemble de tâches liées au management organisationnel, administratif, financier et juridique des projets.
Context and motivations
Solar thermal technologies rely on the collection of the solar radiation to generate heat (by heating a fluid) that can be used for domestic, residential and industrial purposes. If solar irradiance is concentrated using mirrors, this heat can in turn be used to produce electricity via a turbine. These technologies call for optically efficient components with complex and sometimes conflicting optical behaviors. In particular, the solar receiver should be highly absorbing in the solar range (0.28 – 4 µm) to harvest as much solar radiation as possible, but also lowly emissive in the infrared range (1 – 50 µm) to limit radiative thermal losses. This spectral selectivity can be achieved using multilayered coating architectures, associating lowly emissive (e.g. metals) and highly absorptive materials (e.g. dielectric/ metal/dielectric multilayers or metal-ceramic composites), that need to be optically designed and optimized in terms of layer thicknesses and compositions, to guarantee their high optical performance.
A judicious preselection of materials is also paramount, as the solar receivers should also be resistant to harsh operating conditions such as high temperatures, high solar irradiation, oxidant and erosive atmospheres and high thermomechanical stress for long durations, while remaining optically efficient.
The objective of the project is to explore an innovative avenue for the production of oxygen on the Moon by the concentrated solar pyrolysis of the regolith. This process consists in heating the rocks from the lunar soil (regolith) at very high temperature to extract different materials, including the oxygen necessary for any lunar base project. This process has the advantage of not requiring any resources from the Earth. Preliminary studies have been carried out by CNES/ESA and the proof of concept requires the use of efficient solar concentrators available at the PROMES laboratory in Odeillo. The work will consist in continuing theoretical studies, designing, building and testing a solar pyrolysis device to extract oxygen from rock composed of a mixture of oxides. Other products (i.e. metals or other strategic elements) may also be separated and must be analyzed for recovery. This work should bring out new perspectives for the establishment of a lunar base by in-situ use of the resources present for a further away exploration of space.
Françoise Massines a reçu le 24 mai dernier à Kyoto, le « Plasma Chemistry Award » qui est la plus haute distinction décernée par l’International Plasma Chemistry Society (IPCS). Ce prix récompense tous les 2 ans depuis 1995, un chercheur pour l’ensemble de ses réalisations dans le domaine de la chimie des plasmas.
Nous sommes tous très fiers de cette reconnaissance du travail de Françoise Massines directrice de Recherche CNRS au laboratoire PROMES. Ce prix est attribué à la France pour la 2e fois et elle est la première femme à le recevoir.
Françoise Massines est une membre très active de la communauté plasma. Elle a contribué de manière significative à la compréhension fondamentale et à l’essor des plasmas basse température à pression atmosphérique et a été pionnière dans leur développement dans le domaine du traitement de surface des matériaux et du dépôt de couches minces. Ses réalisations ont été récompensées par de nombreux prix, notamment la médaille d’argent du CNRS en 2014 et le Ulrich Kogelschatz Lecture Award en 2020.
