Chaleur renouvelable : Etat de l'art, verrous scientifiques et techniques, identification et évaluation des technologies
Physico-chimie et Mécanique appliquées


Type de contrat
Stage
Début
Entre janvier et avril 2021
Durée
6 mois
Région
Ile de France
Indemn / Rém
Oui

ref R174

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de trois priorités stratégiques : mobilité durable, énergies nouvelles et hydrocarbures responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

  • l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
  • la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.


La direction Physico-chimie et Mécanique appliquées a pour objectif principal de concevoir et développer des systèmes technologiques innovants et de contribuer au développement de produits et procédés, en cohérence avec les ambitions d’IFPEN pour la transition énergétique et la mobilité durable.

Autour des champs disciplinaires des départements et dans le cadre des projets DSTC, elle développe les connaissances, outils de calculs et moyens expérimentaux adaptés aux différents besoins pour les mettre en œuvre dans les projets appliqués.

Ces compétences, complémentaires les unes des autres, permettent d’aborder aux échelles pertinentes, l’analyse, la caractérisation et la qualification du comportement.

  • physico-chimique
    • des matériaux (métalliques, polymères, composites),
    • des fluides complexes : systèmes dispersés et/ou multiphasiques (systèmes colloïdaux, émulsions, microémulsions, mousses, suspensions…),
    • des interactions entre fluides et matériaux : adsorption, mouillabilité, perméabilité, cloquage, réactions redox...,
  • mécanique
    • des matériaux, structures et équipements technologiques,
    • des fluides en écoulement avec les potentielles interactions fluide/solides ou fluide/structures.

Chaleur renouvelable : Etat de l’art, verrous scientifiques et techniques, identification et évaluation des technologies

La chaleur représente 42,3 % de la consommation finale d’énergie en 2017 en France. Les secteurs du résidentiel et du tertiaire représentent 65 % de cette consommation. Aujourd’hui, la chaleur est essentiellement produite à partir de gaz pour 40 %, puis par les énergies renouvelables (biomasse, pompes à chaleur, géothermie, biogaz, solaire thermique) à 21 %.

La loi sur la transition énergétique pour la croissance verte a fixé un objectif de 38 % d’énergies renouvelables dans la consommation finale de chaleur en 2030. Pour atteindre cet objectif, il faut accélérer le rythme de croissance du taux de chaleur renouvelable.

En parallèle, depuis un siècle, les réseaux de chaleur ont beaucoup évolué. Les réseaux de 4ème génération (2020-2050) seront plus complexes. Les points d’entrées/sorties vont augmenter et vont être plus locaux. Les stockages de courte durée ou saisonnier vont s’intensifier. Enfin, les sources de production de chaleur vont se diversifier.

Le stage consiste tout d’abord à faire un état des lieux de l’utilisation de la chaleur en France voire en Europe (législation, économique, technique…). Puis, en se focalisant sur la chaleur renouvelable, les technologies de production et de transport de la chaleur seront identifiées.

Ceci permettra d’identifier les verrous technico-économiques et/ou les verrous scientifiques limitant le déploiement de nouvelles technologies.

Dans un second temps, des pistes d’innovation (production, stockage, transport…) pourront être évaluées. On peut citer, à titre d’exemple : les Matériaux à Changement de Phase (paraffines…), la thermochimie (hydrates…), la géothermie, le stockage de chaleur (sensible ou latente) et l’encrassement des échangeurs.