Thèse Optimisation de la production de chaleur solaire industrielle dans les centrales Fresnel en génér

Sujet de thèse :
Titre : Optimisation de la production de chaleur solaire industrielle dans les centrales Fresnel en génération directe de vapeur

Laboratoires : CNRS PROMES - CEA L2TS
Financement : Région Occitanie - ANR (PEPR SPLEEN)
Directeur de thèse : S. RODAT (CNRS PROMES)
Encadrants : Q. FALCOZ (CNRS PROMES) ; V. VUILLERME (CEA LITEN)
Partenaire Industriel : F. ROGET (eLlo) ; F. LECAT (eLlo)

Profil du candidat :
-Formation : Master 2 Recherche ou Diplôme d’Ingénieur avec une expérience recherche (PFE effectué dans un laboratoire de recherche).
-Discipline : Sciences pour l’ingénieur.
-Connaissances et compétences : Energétique, Mathématiques appliquées, Technologies solaires, Thermohydraulique.
-Programmation : Python, Modelica
-Autre : Esprit de synthèse, bonne rédaction, bon niveau d’anglais.

Introduction :
Les procédés industriels utilisent de la chaleur dans la plage de température 50-1500°C et la chaleur représente environ 70% de la consommation d'énergie dans l'industrie. La consommation de chaleur dans l'industrie est généralement classée en trois domaines de température : basse (en dessous de 150°C), moyenne (150-400°C) et haute (au dessus de 400°C), pouvant être adressés par différentes technologies de capteurs solaires. Les technologies solaires à concentration sont nécessaires lorsqu’il s’agit de produire de la chaleur solaire au dessus de 150°C. La question centrale de l'intégration de la chaleur solaire dans les procédés industriels est abordée dans le projet SHIP4D (Programme PEPR SPLEEN). Dans le cadre de cette thèse, le CNRS PROMES et le CEA LITEN, en collaboration avec la centrale solaire à génération directe de vapeur Ello (située dans les Pyrénées-Orientales), souhaitent étudier la production de chaleur solaire pour l’industrie pour des températures de l’ordre de 300°C. Le travail se basera sur les données de performance de la centrale solaire thermique Ello afin de valider un modèle numérique capable d’estimer et optimiser la production de chaleur via des moyens de stockage. Une étude sur les besoins de chaleur en Occitanie et en Région Auvergne-Rhône-Alpes (AuRA) sera abordée pour définir comment la chaleur solaire ainsi produite pourrait répondre aux enjeux de la décarbonation de la chaleur industrielle dans ces régions.

Positionnement du projet :
75% de la consommation énergétique de l’industrie sert à la production de chaleur pour différents procédés (agroalimentaire, textile…). 50% de ces besoins concernent de la chaleur à T inférieure à 400°C, niveau de température conventionnel pour les centrales solaires à concentration linéaire. Cette chaleur est aujourd’hui essentiellement produite via des chaudières à combustibles fossiles. Sur ces niveaux de température, le solaire photovoltaïque n’est pas pertinent, les rendements de conversion du solaire thermique étant 2 à 3 fois plus élevés, avec en plus la possibilité de stocker la chaleur à faible coût. D’autr
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