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Nos Thèses par thème

Sciences pour l'ingénieur >> Energie, thermique, combustion, écoulements
2 proposition(s).

Etude de la réactivité des mélanges de biomasse (cendre et matrice carbonée)

Département Thermique Biomasse et Hydrogène (LITEN)

Laboratoire de Préparation de la Bioressource

Matériaux, thermodynamique, caractérisation, génie des procédés

01-01-2019

SL-DRT-19-0258

francoise.defoort@cea.fr

Le contexte est la valorisation thermochimique des déchets de biomasses inutilisées (résidus agricoles ou forestiers) dans des vecteurs énergétiques (combustion, gazéification pour biocarburants 2G). Ces biomasses ont des propriétés (composition et taux de cendre) induisant des phases liquides souhaitables ou non selon les procédés. L'objectif est de formuler des mélanges de biomasses basé sur les équilibres thermodynamiques entre phases solides et liquides pour adapter la proportion de liquide aux besoins des procédés. Le verrou principal à lever est d'obtenir une réactivité chimique. Une dilution des phases existantes des ressources à mélanger ne produira pas l'effet escompté. Par ailleurs il faut vérifier que la matrice carbonée du mélange de biomasses possède une cinétique de gazéification/combustion compatible avec les procédés. La thèse portera sur l'étude de la présence de phase liquide dans les cendres des biomasses et leurs mélanges par fusion/trempe puis caractérisation MEB-EDX et DRX, la cinétique de réaction chimique des cendres en diffraction des rayons X à haute température, la cinétique de combustion/gazéification de la matrice carbonée des biomasses et de leurs mélanges en thermobalance par analyse thermogravimétrique ATG et l'étude de la taille de grain des biomasses sur la réactivité chimique (cendres, matrice carbonée) Les résultats obtenus sur les cendres pourront donner lieu à un modèle de réactivité chimique et ceux sur la matrice carbonée pourront ensuite être intégrés dans les modèles cinétiques déjà développés au laboratoire, ce qui permettra d'étendre la validité de ces derniers aux mélanges de biomasses.

Etude et optimisation de la production combinée de chaleur et de froid pour réseaux thermiques

Département Thermique Biomasse et Hydrogène (LITEN)

Laboratoire Systèmes Solaires Haute Température

Niveau Master 2 mathématiques, analyse numérique

01-10-2019

SL-DRT-19-0691

nicolas.lamaison@cea.fr

La demande en froid ne cesse d'augmenter (+80% prévu sur les 10 prochaines années en Europe dans le domaine résidentiel). La demande en chaud représente quant à elle une part significative de la consommation totale d'énergie (en France, environ 40%). Par ailleurs, le système électrique est mis en tension par l'introduction de sources renouvelables intermittentes. Enfin, le stockage de l'énergie est généralement plus efficace sous forme thermique qu'électrique. Des synergies intelligentes sont donc à rechercher entre ces deux vecteurs. Cette thèse vise à étudier les moyens de production combinés de chaud et de froid pour réseaux thermiques dans un cadre de co-optimisation thermique-électrique. Dans une première partie nous nous intéresserons aux différentes technologies de production et conversion disponibles entre les vecteurs thermiques (chaud et froid) et électrique tels que les thermo frigo-pompe, machine à absorption, résistance électrique, etc? et aux technologies de stockage thermique compatibles avec cette application. Nous chercherons à définir les avantages et inconvénients de chaque système en fonction du domaine d'application. Le système présentant le plus de potentiel applicatif fera ensuite l'objet d'une étude plus approfondie. Nous chercherons en particulier à développer une méthodologie de dimensionnement, basée sur des méthodes de type MILP (Mixed Integer Linear Programming), de manière à tenir compte du caractère potentiellement conflictuel des différents objectifs de production. Pour ce faire, une méthode mathématique systématique, tenant compte des incertitudes, sera développée. Enfin, nous étudierons ce système sur le plan opérationnel à la fois expérimentalement et numériquement, notamment afin de mesurer son niveau de performance réel.

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