CNRS PROGRAMME NERGIE GAT 9 GESTION DU FROID

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 GESTION DU FROID ET DE LA CHALEUR _____ PRODUCTION, STOCKAGE, TRANSPORT DE LA CHALEUR ET DU FROID 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 1

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 PARTICIPANTS 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 2

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Cadre du GAT : UTILISATION RATIONNELLE DE L'ÉNERGIE • RESSOURCES ET COÛT DE L'ÉNERGIE • PROTECTION DE L'ENVIRONNEMENT Forme thermique : chaud, froid Gestion optimisée production (hors combustion) cogénération, etc. transport récupération, PAC, réseaux stockage (régulation de la consommation, optimum de fonctionnement des installations) 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 3

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Projet URE - CHALEUR Cascades énergétiques (unités de production industrielles complexes) Analyse des situations Optimisation (méthodes exergétiques, …) Transport de la chaleur à longue distance Rejets thermiques (nombreux, différents niveaux thermiques, localisés) Développement de nouveaux concepts (transport de fluide "stockeur" à température ambiante) Thermo-transformation (pompes à chaleur chimiques ou à absorption) Production de chaleur à partir de sources non conventionnelles (déchets, biomasse, énergie solaire, etc. ) 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 4

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Projet URE - FROID Production (machines frigorifiques, pompes à chaleur, thermotransformateurs) Fluides : naturels, mélanges (propriétés thermophysiques, de transport, …) Optimisation (à partir de modélisations et de contrôlerégulation en régime variable, …) Développement de systèmes non classiques (trithermes, adsorption, absorption, production de froid à partir de récupération de chaleur) 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 5

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Projet URE - FROID Transport, distribution et stockage (délocalisation de l'utilisation, utilisation différée, adaptation des puissances, adaptation aux tarifs, régulation des consommations, …) Frigoporteurs monophasiques (stockage) Frigoporteurs diphasiques (chaleur latente + sensible, densité de transport, stockage intégré, etc. ) recherche de composés caractérisation des propriétés thermophysiques et de transport 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 6

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Activité du GAT Première réunion plénière : 25 juillet Constitution de trois sous-groupes de travail • Sous-groupe 1 : Machines et systèmes de production de chaleur ou de froid (Michel FEIDT) • Sous-groupe 2 : Stockage de l'énergie thermique (Jean-Pierre DUMAS) • Sous-groupe 3 : Réseaux de chaleur ou de froid (Diogo QUEIROS CONDE) 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 7

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Missions des sous-groupes du GAT faire le point sur les connaissances actuelles du "sujet", puis évaluer les besoins de connaissances supplémentaires court terme : èfaire un examen basé sur les connaissances de chacun des membres du sous-groupe èclasser les besoins de connaissance selon un ordre d'importance et d'urgence long terme : èétudes complémentaires pour certains points ou sujets (bibliographiques ou d'analyse d'ordres de grandeur par exemple, etc. ) 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 8

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 èrecher d'autres groupements de recherche (français ou étrangers) ayant pour objectif de produire des avancées scientifiques et/ou technologiques dans les "sujets" considérés. Établir des contacts avec ces groupements èanalyser la situation de la France dans le "sujet" en comparaison avec celle des pays les plus avancés èexaminer l'intérêt du monde industriel (au sens large) et du public pour le développement du "sujet", de la recherche à son application (développement durable). Pour cela, il est nécessaire de prendre contact avec des industriels, des représentants du monde socio-économique (groupements d'intérêts, associations, collectivités régionales, locales, etc. ) et des spécialistes de socio-économie (GAT 12) 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 9

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 PROPOSITIONS D'AXES DE RECHERCHE Deuxième réunion plénière : 29 octobre Bilan réflexions des sous-groupes Proposition de priorités de recherche 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 10

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Sous-groupe 1 : Machines et systèmes de production de chaleur ou de froid Priorité 1 (sujets nouveaux et innovants) Analyse temporelle du fonctionnement des systèmes. Machines à flux énergétique continu ou variable pour une utilisation continue de niveaux de puissance différents, ou une utilisation discontinue. Optimisation thermoénergétique Minimisation de taille (poids ou charge) pour les machines de production de froid (ou de chaud). Optimisation Priorité 2 (sujets intéressants, en développement, à faire progresser) Machines à compression (fluides, huile) Machines à sorption Pompes à chaleur – cogénération – trigénération 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 11

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Sous-groupe 1 : Machines et systèmes Priorité 3 (sujets plus prospectifs ou pris en charge par ailleurs) Systèmes particuliers (effet Peltier, tension superficielle, etc. ) Production de chaleur ou de froid autonome en énergie (en relation avec PRI 9. 2. ) Production de chaleur à partir de solaire, biomasse, déchets (en relation avec d'autres GAT – PRI) Domotique thermique (en relation avec le GAT 6) 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 12

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Sous-groupe 2 : Stockage de l'énergie thermique stockages "statiques" (en cuve) Comportement (modélisation) des stocks horizontaux de grande capacité (qq 10 à 100 m 3) maîtrise de la stratification Recherche de MCP bons marchés pour des températures positives variées s revoir travaux faits pour le stockage de l'énergie solaire s recher d'autres corps potentiels (paraffines, alliages moléculaires (travaux du réseau européen REALM), etc. ) s déterminer les propriétés thermophysiques et diagrammes de phases complets, voire développer des procédés pour pallier leurs qualités parfois médiocres, notamment en matière de transfert de chaleur 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 13

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Sous-groupe 2 : Stockage Modèles de stockage et déstockage en terme de puissance Recherche d'agents nucléants à bas coût (MCP encapsulés) État et positionnement des MCP dans le stock s dispositif de détermination du taux de changement de phase s optimisation du positionnement du MCP Maîtrise de l'équilibre à la fusion des eutectiques et surtout des péritectiques (évolution de la composition du mélange lors des congélations successives perte progressive des capacités de stockage) 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 14

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Sous-groupe 2 : Stockages "dynamiques" (de frigoporteurs ou de caloporteurs) Frigoporteurs et caloporteurs diphasiques Coulis de glace : élaboration sans raclage (par exemple, effet anti-solvant, . . ) Connaissance insuffisante des transferts thermiques et des écoulements (particules solides en changement de phase, différence de densité, formation de bouchons, etc. ) problèmes de modélisation (remarque : problème de même nature dans les cuves de stockage) Nécessité de mettre au point des dispositif de détermination en continu de l'état du fluide frigo / caloporteur (proportions en solide par rapport au liquide) Microémulsions : études à compléter (surfusions abandon définitif de cette voie ? ) 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 15

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Sous-groupe 2 : Stockage Microencapsulation : séduisant mais problèmes s surfusion s recherche de densités adaptées s tenue des membranes au cours des cyclages mécaniques (problème du pompage) et thermiques s optimisation de leur taille pour avoir des bonnes valeurs d'échanges thermiques (épaisseur de membrane) Billes de gels (pour mémoire) : stade expérimental difficultés d'emploi (PRI 9. 1) Modélisation en vue de l'optimisation des systèmes globaux stockage et environnement "réseau". 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 16

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Sous-groupe 3 : Réseaux de chaleur ou de froid Conception optimisée des réseaux (optimisation thermo-économique) Application des méthodes : thermodynamique (entropie, exergie), réseaux de neurones, algorithmes génétiques (ces méthodes sont aussi valables pour les autres thématiques développées dans les autres sous-groupes) Approche multi-échelles (taille, temps caractéristiques), systèmes arborescents : application des théories fractale et/ou constructale Étude particulière des réseaux de petite taille (relation avec la décentralisation de la production énergétique) - optimisation Fluides caloporteurs et frigoporteurs adaptés (cf sous-groupe 2) 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 17

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 CONCLUSION Actions 2002 Premières réflexions dégager des axes de recherche prioritaires lancement appel d'offres 2003 Amorce de contacts avec industriels (GRETH, etc. ) Recherches bibliographiques Actions 2003 Poursuite de la recherche documentaire et de l'expertise de professionnels (industriels, chercheurs, etc. ) Lancement d'études ponctuelles (une ou deux) Identification des laboratoires compétents(lancement d'une enquête) Recherche d'industriels prêts à supporter l'action de recherche dans sa dimension "applications" 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 18

CNRS - PROGRAMME ÉNERGIE GAT 9 Organisation de séminaires de réflexion sur des thèmes précis avec préparation préalable au niveau des sous-groupes (large participation) A terme Créer des groupes de réflexion pérennes associant divers groupements scientifiques, industriels, ministériels, voire communautaires Constitution d'un "livre blanc" des activités de recherche et de développement 11 -13 décembre 2002 Colloque de Perpignan 19