14 nov. 2017

Offre de Thèse - Eco-procédé thermosolaire hybride de dessalement d'eau de mer sous concentration.


TITRE : Eco-procédé thermosolaire hybride de dessalement d'eau de mer sous concentration.

Durée 3 ans, démarrage de la thèse Janvier 2018.

Depuis 40 ans les centrales solaires thermodynamiques sous concentration se développent et sont à ce jour reconnues comme des solutions industrielles matures disponibles pour contribuer au mix énergétique. Ces procédés électro-solaires thermiques (www.solarpaces.org) consistent à concentrer le rayonnement solaire, le convertir en chaleur haute température (de 400 à 800°C) puis à produire de la vapeur et la turbiner pour produire de l’électricité. Grace au stockage thermique, ces centrales sont à même de produire une électricité stabilisée 24h/24 sans appoint fossile.

Dans ces procédés, l’eau est ainsi actuellement utilisée comme fluide thermodynamique selon un cycle fermé d’évaporation/condensation. Si un tel procédé est déjà reconnu comme économiquement rentable, l’exploitation de l’étape d’évaporation en vue d’une hybridation avec une opération de dessalement pour une cogénération eau douce/électricité ne pourrait que le renforcer.

Un concept alternatif de dessalement par voie solaire concentré a ainsi été conçu selon une approche innovante destinée à réduire les impacts environnementaux et à permettre d’opérer le procédé de manière continue. L’étude consiste tout d’abord à dimensionner le système, sélectionner les matériaux adaptés et les caractériser, prototyper le système pour le valider à l’échelle laboratoire. L’ensemble de l’étude sera conduite selon une approche d’écoconception et en relation directe avec des partenaires spécialistes du dessalement, des procédés et matériaux dédiés au solaires à concentration, du traitement de l’eau et des milieux marins.

L’approche d’écoconception, intégrée dans la phase de conception à TRL faible/moyen, permettra d’identifier, d’évaluer et de combiner, en amont, les réels indicateurs de performance (techniques, économiques et environnementales) dans l’optique du mix énergétique moyennant les procédés électro-solaires thermiques associés au dessalement de l’eau de mer par voie solaire concentré.

L’évaluation environnementale sera effectuée par Analyse de Cycle de Vie (ACV) pour assurer les choix technologiques les plus judicieux. Cette phase nécessite une connaissance satisfaisante des inventaires prédictifs des procédés « downstream » et « upstream » à l’échelle industrielle ; d’où l’importance des réflexions matures sur le changement d’échelle (scale-up) dès la phase de conception. Il convient de noter que l’intégration des procédés «  downstream » (procédés d’arrière-plan), à la fois dans le cadre d’une analyse technico-économique et dans l’évaluation environnementale, concède une meilleure expertise sur les vraies empreintes économiques et écologiques des nouvelles filières.

Les analyses de sensibilités et l’approche d’optimisation multiobjectif seront ensuite utilisées pour compléter les différents niveaux d’information (Simulation, ACV, Intégration énergétique, Critères de performance) et les fusionner en un schéma propre d’aide à la décision et pour défalquer les conditions optimales de fonctionnement.

Profil recherché : énergétique ou génie des procédés avec un bon niveau en thermodynamique, aptitudes en informatique-programmation (de préférence en Python).

Lieu de réalisation du travail : laboratoire LISBP à l’INSA Toulouse et laboratoire PROMES (UPR CNRS) à Perpignan. Inscription en doctorat à l’INSA Toulouse (école doctorale MEGEP).

Financement : INSA Toulouse

Date limite de candidature 31 décembre 2017. Candidature à transmettre à :

Xavier PY (PROMES) :

Aras AHMADI (LISBP) :