{"id":2359,"date":"2018-11-26T12:03:45","date_gmt":"2018-11-26T11:03:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.lgcge.fr\/?page_id=2359"},"modified":"2020-06-11T11:02:35","modified_gmt":"2020-06-11T09:02:35","slug":"europa","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.lgcge.fr\/en\/recherches\/projets-et-collaborations\/contrats-er5\/europa\/","title":{"rendered":"Projet EUROPA : Echangeur stockeur ultra-compact \u00e0 changement de phase"},"content":{"rendered":"\n\n\n\n\n\n\n\n
Type of project :<\/td>\nANR<\/td>\n<\/tr>\n
Dates :<\/td>\njanvier 2019 – d\u00e9cembre 2022<\/td>\n<\/tr>\n
Equipe concern\u00e9e :<\/td>\nER 5<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
Responsable du projet LGCgE :<\/td>\nLaurent Zalewski<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
Center concerned :<\/td>\nUniversity of Artois<\/td>\n<\/tr>\n
Partners :<\/td>\nLOCIE-UMR 5271\u00a0 – Laboratoire Optimisation de la Conception et Ing\u00e9nierie de l\u2019Environnement<\/span> (Universit\u00e9 de Savoie, CNRS, Polytech’ Annecy-Chamb\u00e9ry)
\nCEA-INES Institut National de l’Energie Solaire
\n<\/span>LGCgE (Universit\u00e9 d\u2019Artois, B\u00e9thune)
\nEntreprise SMCI
\nEntreprise DATE<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Project description<\/strong><\/h3>\n

L\u2019intermittence des \u00e9nergies renouvelables n\u00e9cessite g\u00e9n\u00e9ralement de mettre en place des moyens de stockage car la ressource est rarement en phase avec les besoins. Concernant le solaire thermique appliqu\u00e9 au b\u00e2timent, des solutions de stockage \u00e0 encombrement r\u00e9duit, simples \u00e0 mettre en \u0153uvre et avec un co\u00fbt raisonnable contribueront tr\u00e8s certainement au d\u00e9veloppement de ce march\u00e9 qui connait actuellement un fort ralentissement. Le projet EUROPA cible ainsi un stockage de chaleur ultra-compact pour la production d\u2019eau chaude qui constitue un poste important de consommation dans les nouveaux b\u00e2timents r\u00e9sidentiels. Les industriels fran\u00e7ais sont clairement en retard sur ce march\u00e9 compte tenu de l\u2019absence de produit disponible sous forme de batterie thermique adapt\u00e9e au solaire qui n\u00e9cessite la pr\u00e9sence de deux \u00e9changeurs. La compacit\u00e9 est d\u2019un grand int\u00e9r\u00eat \u00e0 la fois sur\u00a0le plan financier (prix du foncier), pour la faisabilit\u00e9 m\u00eame d\u2019un projet solaire en r\u00e9habilitation (souvent peu de place disponible) et pour la r\u00e9duction des pertes thermiques. Les autres applications possibles du concept sont nombreuses. En photovolta\u00efque, les solutions de stockage \u00e9lectrique encore tr\u00e8s on\u00e9reuses rendent int\u00e9ressant le stockage de la surproduction sous forme de chaleur gr\u00e2ce \u00e0 une simple r\u00e9sistance \u00e9lectrique ou une pompe \u00e0 chaleur. Le projet EUROPA a donc pour objectif de d\u00e9velopper un concept innovant de stockage et d\u2019\u00e9change thermique, qui soit \u00e0 la fois modulaire, ultra-compact et de co\u00fbt limit\u00e9. Comparativement \u00e0 un ballon d\u2019eau chaude solaire classique, une meilleure efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique est attendue avec le nouveau concept gr\u00e2ce au stockage avec mat\u00e9riaux \u00e0 changement de phase (MCP). En effet, la mont\u00e9e en temp\u00e9rature est rapide sur la plage de chaleur sensible puisque la temp\u00e9rature de fusion correspond \u00e0 la temp\u00e9rature de consigne d\u2019ECS ; cela r\u00e9duit le recours \u00e0 l\u2019appoint de chauffage. D\u2019autre part, la compacit\u00e9 permet de r\u00e9duire les pertes thermiques. Chaque module de stockage couple un panneau en nid d\u2019abeille contenant le MCP avec deux \u00e9changeurs plans distincts situ\u00e9s sur les deux faces de la cavit\u00e9. Ces \u00e9changeurs assurent la charge (stockage + transfert direct) et la d\u00e9charge (d\u00e9stockage + transfert direct) de fa\u00e7on simultan\u00e9e ou non. L\u2019int\u00e9r\u00eat du nida est d\u2019am\u00e9liorer \u00e0 la fois la conductivit\u00e9 \u00e9quivalente du MCP et d\u2019intensifier les transferts directs entre les deux \u00e9changeurs en cas de charge et d\u00e9charge simultan\u00e9es. Ces \u00e9changes directs pr\u00e9sentent un r\u00e9el int\u00e9r\u00eat pour l\u2019am\u00e9lioration de l\u2019efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique du syst\u00e8me solaire. Les travaux de recherche consid\u00e9rant une charge et d\u00e9charge simultan\u00e9es d\u2019un stockage avec MCP sont par ailleurs peu nombreux. Il n\u2019existe pas \u00e0 notre connaissance d\u2019\u00e9tudes scientifiques portant sur l\u2019intensification de ces \u00e9changes directs gr\u00e2ce \u00e0 des ailettes. C\u2019est pourquoi, il s\u2019agit d\u2019un des principaux objectifs scientifiques du projet qui s\u2019int\u00e9ressera plus particuli\u00e8rement \u00e0 une configuration d\u2019ailettes avec nida contenant le MCP. Nous \u00e9tablirons exp\u00e9rimentalement des lois de comportement faisant intervenir des nombres adimensionnels li\u00e9s aux caract\u00e9ristiques g\u00e9om\u00e9triques du nida, au type de MCP… Elles permettront de d\u00e9terminer l\u2019\u00e9volution temporelle de la fraction liquide, ainsi que l\u2019efficacit\u00e9 de l\u2019\u00e9change direct lorsqu\u2019un module est soumis \u00e0 une charge et\/ou une d\u00e9charge. Ces lois permettent de dimensionner les modules en fonction des besoins li\u00e9s au stockage et au transfert direct entre les deux \u00e9changeurs. Le mod\u00e8le dynamique d\u2019un seul module, puis d\u2019un stockage \u00e9l\u00e9mentaire compos\u00e9 de plusieurs modules sera d\u00e9velopp\u00e9. Apr\u00e8s validation exp\u00e9rimentale, le mod\u00e8le dynamique sera utilis\u00e9 pour l\u2019optimisation multicrit\u00e8res de la conception d\u2019un prototype fonctionnant dans une installation de production d\u2019eau chaude solaire d\u2019un b\u00e2timent r\u00e9sidentiel. La solution optimale retenue correspondra au prototype test\u00e9 exp\u00e9rimentalement \u00e0 l\u2019INES.<\/p>\n

Scientific contributions from the laboratory<\/strong><\/h3>\n
    \n
  • \u00c9valuation des propri\u00e9t\u00e9s thermophysiques du stockage : conductivit\u00e9s, capacit\u00e9s thermiques, et chaleur latente.<\/li>\n
  • D\u00e9termination de lois de comportement adimensionnelles des cavit\u00e9s et modules.<\/li>\n
  • \u00c9valuation de l\u2019effet d\u2019intensification des transferts par les ailettes (\u00e9change direct + stockage). Cas de la charge\/d\u00e9charge seules et simultan\u00e9es.<\/li>\n
  • \u00c9tude des irr\u00e9versibilit\u00e9s (analyse thermodynamique)<\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Type de projet : ANR Dates : janvier 2019 – d\u00e9cembre 2022 Equipe concern\u00e9e : ER 5 Responsable du projet LGCgE : Laurent Zalewski Centre concern\u00e9 : Universit\u00e9 d’Artois Partenaires : LOCIE-UMR 5271\u00a0 – Laboratoire Optimisation de la Conception et Ing\u00e9nierie de l\u2019Environnement (Universit\u00e9 de Savoie, CNRS, Polytech’ Annecy-Chamb\u00e9ry) CEA-INES […]<\/p>\n","protected":false},"author":15305,"featured_media":0,"parent":265,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"_bbp_topic_count":0,"_bbp_reply_count":0,"_bbp_total_topic_count":0,"_bbp_total_reply_count":0,"_bbp_voice_count":0,"_bbp_anonymous_reply_count":0,"_bbp_topic_count_hidden":0,"_bbp_reply_count_hidden":0,"_bbp_forum_subforum_count":0,"footnotes":""},"class_list":["post-2359","page","type-page","status-publish","hentry"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.lgcge.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/2359","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.lgcge.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.lgcge.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.lgcge.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/15305"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.lgcge.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2359"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/www.lgcge.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/2359\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3328,"href":"https:\/\/www.lgcge.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/2359\/revisions\/3328"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.lgcge.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/265"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.lgcge.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2359"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}