SHPE - Stockage pour Hélioprocédés Photochimiques et Energétiques

Politique scientifique - Objectifs

L’activité de l’équipe SHPE (Stockage pour Hélioprocédés Photochimique et Energétique) s’inscrit dans un objectif général d’optimisation des performances des procédés solaires et couvre différents champs d’application (Fig. 1) : le solaire « thermodynamique » qui associe concentration du rayonnement et cycle de production d’énergie, le solaire thermique pour le stockage direct de chaleur à basse température, la photochimie solaire qu’il s’agisse d’applications relevant du traitement de l’eau par procédé d’oxydation avancé ou la production de biomasse. Compte tenu de l’étendue des domaines concernés, l’implication de l’équipe SHPE à l’échelle du procédé solaire se situe à différents niveaux selon les applications. Dans la majorité des cas, la voie privilégiée pour l’amélioration de la performance du procédé est le développement de moyens de stockage adaptés et intégrés. L’efficacité, la fiabilité et la sécurité des procédés basés sur l’utilisation de la ressource solaire, par nature discontinue, sont en effet très souvent liées à la capacité de concevoir, produire et exploiter des systèmes de stockages efficaces. L’objectif est alors de limiter l’influence souvent pénalisante des intermittences de la source, qu’elles soient prévisibles et bien déterminées comme les alternances jour/nuit, les cycles saisonniers, ou imprévisibles et fortement transitoires comme les passages nuageux et les variations dues aux fluctuations météorologiques locales (Fig. 2). Ces discontinuités entraînent un fonctionnement nécessairement dynamique, hors conditions nominales de dimensionnement, et des effets qui peuvent être néfastes comme des contraintes thermomécaniques élevées pour les procédés à hautes températures. Dans tous les cas, il est nécessaire de prendre en considération les échelles de temps pertinentes pour la définition du système de stockage (Fig. 3) et de comparer l’option stockage avec le principe d’hybridation qui consiste à relayer la source solaire par une énergie conventionnelle (fuel, gaz, électricité).

Au regard de ces objectifs d’ordre général qui couvrent l’ensemble de l’activité de l’équipe, deux thématiques sont actuellement tout particulièrement étudiées. La première concerne le développement complet d’une filière basée sur la valorisation de matériaux en fin de cycle de vie, et destinée à l’intégration de stockages d’énergie haute température (de 200 à 1000°C) pour centrale électro-solaire et procédés similaires. La seconde, qui s’inscrit dans le domaine de la photochimie solaire, relève de la maîtrise et l’optimisation du traitement d’effluents pollués notamment par l’intermédiaire d’un stockage de matière sur matériaux adsorbants.

Thématiques scientifiques

Ces objectifs nécessitent de développer des moyens scientifiques et techniques selon les thèmes de recherche suivants qui relèvent à la fois de la Science des Matériaux et du Génie des Procédés.

  • Elaborer des matériaux « durables » en favorisant les filières de recyclage et les voies à faibles impacts énergétique et environnemental. Offrir aux matériaux recyclés issus de déchets de nouveaux usages.
  • Caractériser les matériaux en fonction des propriétés d’usage recherchées.
  • Développer des expérimentations et prototypes à échelle représentative.
  • Développer des outils numériques, des moyens de simulation et de dimensionnement, développer des méthodes de changement d’échelle géométrique et temporelle.

Personnels de l'équipe

Permanents



Vincent GOETZ, DR2 CNRS, Responsable
Daniel SACCO, PRCE UPVD
Pierre NEVEU, PR1 UPVD (temps partagé)
Xavier PY, PR1 UPVD
Quentin FALCOZ, MdC UPVD (temps partagé)
Régis OLIVES, MdC UPVD
Gaël PLANTARD, MdC UPVD
Jean-Marie MANCAUX, IGE UPVD
Gilles HERNANDEZ, AI CNRS (temps partagé)

ATER



Harold ESPARGILLIERE

Doctorants



Chloe DEZANI (depuis 2017)
Thomas FASQUELLE (depuis 2014)
Nicolas LOPEZ-FERBER (depuis 2015)
Tamar NAHHAS (depuis 2013)
Enrique RIBERO (depuis 2017)

Autres




Najim SADIKI, Convention d'accueil MEN