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H/F Doctorant(e) - Systèmes énergétiques (cogénération froid, électricité et stockage)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 28 juin 2021

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Informations générales

Référence : UPR8521-MAXPER-003
Lieu de travail : PERPIGNAN
Date de publication : lundi 7 juin 2021
Nom du responsable scientifique : Nathalie Mazet
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Titre de la thèse : Analyse énergétique de procédés multi-fonctionnels (cogénération froid, électricité et stockage) : Approches numériques et expérimentales

Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet de recherche ThermHYVal, accordé au laboratoire PROMES, financé par l'ANR, et qui a débuté en avril 2021. Ce projet aborde plusieurs verrous énergétiques importants et d'actualité : la valorisation de chaleurs basse température (telles que l'énorme gisement de rejets thermiques industriels, l'énergie solaire basse concentration…), la problématique du stockage pour gérer les fluctuations à la fois des sources et des demandes énergétiques, et la demande croissante en électricité et en froid.
Pour répondre à ces problématiques, le laboratoire a défini un procédé innovant intégrant à la fois une fonction stockage et aussi de cogénération de froid et d'électricité.
Ce procédé combine un procédé à sorption (absorption ou thermochimique, qui assure les fonctions de stockage et production de froid) et un cycle moteur (similaire à un ORC, pour la production d'électricité). L'originalité d'un tel procédé appelé 'hybride' ne se situe pas dans les composants eux-mêmes, qui sont relativement bien connus, mais dans l'architecture du procédé global les associant. Plusieurs architectures ont ainsi été identifiées, favorisant l'une ou l'autre des fonctionnalités visées (stockage, froid, électricité). Les verrous scientifiques se situent dans la compréhension et le contrôle des interactions entre les composants de ces procédés hybrides, l'adéquation de leurs modes opératoires, et l'optimisation des performances globales.
Actuellement, les travaux du laboratoire ont permis de définir plusieurs architectures intéressantes, d'analyser leurs performances thermodynamiques en régime stationnaire, et de développer un premier modèle (et le code correspondant) pour analyser le comportement dynamique de ce système au cours de phases de stockage et de production (froid et/ou électricité). De plus, un prototype de système hybride sera opérationnel prochainement.

Programme de travail
Pour approfondir cette thématique, il est maintenant indispensable :
1. de réaliser des campagnes d'expérimentations sur le prototype,
2. d'analyser les performances globales du prototype,
3. de valider et/ou affiner le modèle dynamique existant à partir de ces expérimentations,
4. d'utiliser le modèle ainsi validé pour analyser les irréversibilités principales et optimiser les performances de ces procédés hybrides, à la fois en termes de dimensionnement, de conditions opératoires, et du contrôle du cycle global,
5. d'analyser la pertinence de ces procédés pour différents cas d'applications (en collaboration avec le LGC-Toulouse spécialiste de ce domaine et partenaire de ce projet).

Ce travail de recherche est donc à la fois expérimental et numérique. Il s'intègre totalement dans le thème « multi-génération et stockage » du laboratoire PROMES. De plus, il sera mené dans le cadre du projet collaboratif ANR-ThermHyVal avec le soutien des membres des laboratoires PROMES et LGC impliqués dans ce projet.

Profil du/de la candidat(e) : Niveau BAC+5 (Master ou Ingénieur). Le ou la candidat(e) devra avoir une solide formation en énergétique (thermodynamique, transferts) et idéalement des connaissances en génie des procédés. Un intérêt à la fois pour les aspects numériques et expérimentaux est indispensable. Une connaissance du langage de programmation Python sera appréciée.

Contexte de travail

PROMES est une Unité Propre du CNRS (UPR 8521) rattachée à l'Institut des Sciences de l'Ingénierie et des Systèmes (INSIS) conventionnée avec l'université de Perpignan via Domitia (UPVD). Le laboratoire est localisé sur trois sites : Odeillo-Font Romeu (Four solaire de 1 MW du CNRS), Targasonne (Thémis, centrale à tour de 5 MW, site du Conseil général des PO) et Perpignan, Tecnosud.
Le laboratoire rassemble environ 150 personnes du CNRS et de l'UPVD autour d'un sujet fédérateur, l'énergie solaire et sa valorisation comme source d'énergie et de hautes températures.
La recherche à PROMES est structurée en trois grandes thématiques fédératrices :
1 - Matériaux pour l'Energie et l'Espace (MEE)
2 - Centrales Solaires de Prochaines Générations (CSPG)
3 - Stockage et Chimie Solaire (SCS)

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