Présentation générale
Présentation généraleLe Centre Énergétique et Procédés (CEP) s'intéresse aux systèmes énergétiques complexes, en régimes variés, et à la maîtrise de leurs impacts. Il développe pour cela des compétences dans les domaines utiles à l'étude de la transformation de la matière et de l'énergie. Cette diversité thématique permet au Centre d'assurer ses missions de formation, de recherche et de diffusion des développements technologiques les plus récents vers tous les secteurs d'activité.
Le CEP est réparti sur quatre implantations géographiques: Paris, Palaiseau, Fontainebleau, et Sophia Antipolis, avec des domaines de compétence marqués dont la complémentarité permet d'aborder de nouvelles problématiques de recherche, à l'interface entre l'énergétique et le génie des procédés, entre l'énergétique et les matériaux, et entre l'énergétique et les technologies de l'information et de la communication. Chacune de ces équipes est structurée en groupes de recherche:
CEP Paris/Palaiseau
CEP Fontainebleau
CEP Sophia Antipolis
Formation Le CEP assure la plus grande partie des missions d'enseignement du département «Energétique et génie des procédés» de MINES ParisTech. Ces enseignements sont dispensés à tous les degrés des formations menées par l'École, ou en partenariat avec d'autres établissements :
Le CEP propose par ailleurs plusieurs actions de formation continue:
Enfin, le Centre est fortement impliqué dans la formation par la recherche, conduisant au Doctorat . Il assume la responsabilité de deux spécialités doctorales: «Energétique» et «Génie des Procédés», accréditées dans l'École Doctorale n° 432 «Sciences des Métiers de l'Ingénieur» (SMI) commune à Arts et Métiers ParisTech et à MINES ParisTech.
Une des caractéristiques de MINES ParisTech, qui se retrouve au niveau du CEP, est l'importance accordée au tutorat. Au total, c'est plus d'une centaine d'élèves qui sont suivis individuellement par des enseignants-chercheurs du Centre.
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Recherche Les activités de recherche du CEP sont organisées selon trois grands axes stratégique s, dont l'objet est l'atténuation des impacts environnementaux et en particulier des émissions de CO 2 par l'accroissement de l'efficacité énergétique, la réduction des émissions de CO 2 et le recours aux énergies renouvelables. Ces axes rassemblent les compétences du Centre en un ensemble cohérent, orienté vers les préoccupations majeures de développement durable des différents secteurs économiques et de la société. De manière transverse, une attention toute particulière est accordée à l'apport des nanomatériaux et aux impacts environnementaux.
Dans chacun des axes, le CEP supporte une Chaire d'enseignement et de recherche en partenariat avec des industriels et/ou d'autres écoles de ParisTech: «Nouvelles stratégies énergétiques» (axes 1 et 3), «Eco-conception des ensembles bâtis et des infrastructures» (axe 1), «Captage, transport et stockage du CO 2 » (axe2).
Ces axes stratégiques s'inscrivent dans les domaines suivants:
Les recherches contribuent à la maîtrise des consommations énergétiques et des impacts environnementaux dans les secteurs du Bâtiment, de l'Industrie et du Transport. Elles portent sur le développement d'outils de simulation, de prototypes et de démonstrateurs, ainsi que sur la mesure des performances énergétiques sur des bancs dédiés.
Bâtiment: Les activités du CEP sont essentiellement axées sur des travaux de modélisation et de simulation appliqués au comportement thermique des bâtiment multizones et aux systèmes de production d'énergie intégrés.
Le simulateur COMFIE permet d'évaluer les besoins de chauffage et de rafraîchissement, ainsi que le niveau de confort thermique des bâtiments. Un modèle de réseau multizones a été intégré afin d'améliorer la prise en compte des mouvements d'air. Des travaux en cours portent sur le chaînage avec un calcul d'éclairage, basé sur le suivi de rayons, la modélisation du matériau bois (bilan hydrique), l'étude du couplage entre pompe à chaleur et système photovoltaïque et l'application de la simulation au diagnostic.
La modélisation de composants et leur intégration permet d'analyser par simulation comment réduire les consommations d'énergie saisonnière, celles de pointe, et celles dites «résiduelles» liées au bâtiment. Quelques technologies alternatives : climatisation solaire, ventilation naturelle, micro-cogénération, géothermie basse température, sont évaluées en termes de conception et de fonctionnement.
La performance des enveloppes est abordée sous l'angle matériaux, par le développement de mortiers d'enduit à haut pouvoir isolant, l'élaboration de superisolants thermiques à base de silice nanostructurée (composites, flexibles, ...) et l'étude de murs à effet de serre translucides à base de MCP et de superisolants granulaires.
Par ailleurs, les impacts environnementaux des bâtiments et des quartiers sont étudiés par l'analyse de cycle de vie (méthode EQUER ).
Industrie: La minimisation des consommations d'énergie des systèmes industriels à haute température est l'une des applications principales. Le CEP développe des codes de calcul de thermique extrêmement rapides dans leur résolution en intégrant l'ensemble des transferts radiatifs, convectifs, conductifs et par advection. Ces travaux de modélisation permettent de reconcevoir des fours de traitement de différents matériaux en articulant modélisation et campagne de mesures, soit en laboratoire, soit sur le terrain. Le code de calcul MODRAY® prend en compte les différents termes de l'équation de transferts radiatifs dans les milieux semi-transparents solides pour calculer les changements d'intensité.
Une autre application est la valorisation des énergies perdues à faibles niveaux de température, par le pompage de la chaleur ou l'utilisation de cycles de Rankine organiques.
Le développement des travaux d'intégration thermique s'appuie sur des logiciels comme Thermoptim® et sur la nouvelle plateforme de modélisation, MinEIT. Ils permettent une modélisation dynamique de systèmes de tailles variables allant d'une pompe à chaleur à une ligne de production industrielle intégrant de nombreux échangeurs et des équipements spécifiques.
Transport: Les travaux sur la plateforme de modélisation Trajet-3D ont été poursuivis par la modélisation de différents types de véhicules, la prise en compte de la géométrie 3D du trajet et des feux de signalisation, et l'intégration de simulateurs de trafic. Nous avons montré que la connaissance préalable des trajets permet de diminuer la consommation énergétique des véhicules à basses émissions de CO 2 sur certains parcours, grâce à des algorithmes de programmation dynamique. Cette plateforme de modélisation sera utilisée pour le suivi de la flotte de Prius hybrides rechargeables qui circuleront à Strasbourg pour le projet Kléber.
Les activités de recherche se concentrent d'une part sur le captage du CO 2 et la purification des gaz, d'autre part sur la production et l'utilisation de combustibles alternatifs à faible impact environnemental.
Captage du CO 2 : Le CEP développe des activités dans plusieurs directions.
Des travaux fondamentaux ont été menés sur le procédé par antisublimation AnSU® basé sur un système frigorifique en cascade intégrée permettant le givrage du CO 2 à -110 °C, afin d'en améliorer l'efficacité énergétique. Nous avons ainsi élaboré une turbine diphasique, et intégré la dépollution dans les étages de refroidissement à eau du procédé.
Un procédé original de type absorption, incluant un nouveau type de contacteur membranaire à fibres creuses et à peau dense, permet de dépasser les limitations observées pour les fibres creuses microporeuses.
Sous des conditions de température et pression proches de l'ambiante et à l'aide de promoteurs thermodynamique et/ou cinétique, les hydrates de gaz (cage composée de molécules d'eau où le centre est occupé par une molécule de gaz) se forment, en piégeant sélectivement le CO 2 par rapport aux autres gaz annexes (azote, argon, etc..). L'utilisation d'hydrates de gaz fait ainsi partie des procédés les moins énergivores pour la capture du CO 2 . Des modèles sont développés pour représenter les mélanges étudiés, en utilisant la théorie de Wertheim et les équations d'état cubiques et translation de volume.
Combustibles alternatifs: Les recherches concernent la production d'hydrogène par photo-(électro)lyse de l'eau, notamment par l'élaboration de matériaux semi-conducteurs nano-structurés, ainsi que la conversion thermochimique des hydrocarbures fossiles et renouvelables. Les principales actions en cours portent sur le reformage, la pyrolyse et la gazéification allothermique d'hydrocarbures, et sur la conversion Gas To Liquids . Elles s'inscrivent dans la perspective de production d'hydrogène et d'agro-carburants de seconde génération obtenus à partir de matière organique renouvelable (biomasse, déchets). Un accent particulier est mis sur la rétro-conversion du CO 2 .
Les travaux sur la conversion de l'hydrogène dans les piles à combustible se concentrent sur les convertisseurs de type PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) et l'ensemble des procédés connexes: traitement et stockage des gaz, gestion de l'eau et de l'énergie thermique, vieillissement sur site ... Les recherches sont menées à toutes les échelles, de la monocellule à la caractérisation de stacks, et se poursuivent par des études systémiques. Sont notamment étudiés le cœur de pile, la production, le stockage et la purification d'hydrogène. Pour le cœur de pile, les travaux vont de l'élaboration de (nano)matériaux spécifiques (électrodes, membrane et plaques bipolaires) aux tests d'assemblages de monocellules sur banc. L'activité de synthèse de matériaux de type oxydes nanostructurés concerne également les SOFC et PCFC, en collaboration avec le Centre des Matériaux de MINES ParisTech.
Les recherches couvrent un large spectre, de l'évaluation et la prévision de la ressource à l'optimisation de l'intégration des renouvelables sur les réseaux, ainsi que l'évaluation des impacts environnementaux de ces filières énergétiques durant leur cycle de vie.
Évaluation et prévision de la ressource: Le CEP développe le modèle européen de transfert radiatif dans l'atmosphère claire, McClear, rapide d'exécution, fournissant l'éclairement solaire par ciel clair et sa distribution spectrale. Il sera intégré dans la nouvelle approche d'estimation de l'éclairement par imagerie satellitale Heliosat-4.
L'étude et la validation de méthodes de cartographie du potentiel solaire à haute résolution, utilisant des données externes, telles que mesures d'éclairement faites par quelques stations, modèles numériques de terrain ou bases de données d'albédo terrestre, aboutissent à la création d'atlas solaires. Un système Web d'informations pour la gestion et la diffusion de la connaissance sur les ressources solaire et éolienne, basé sur les services internet SoDa et DataForWind , est mis en place dans le cadre de l'Agence Internationale de l'Energie (AIE) et du Global Earth Observation System of Systems ( GEOSS).
La production d'électricité d'origine éolienne ou solaire a un aspect semi-aléatoire que l'on s'efforce de caractériser à des échelles spatiales différentes. Les modèles développés sont mis en œuvre pour la prévision à court terme de la production renouvelable et l'estimation des incertitudes associées.
Optimisation de l'intégration: L'intégration massive des énergies renouvelables aura un impact sur le fonctionnement des réseaux. Des méthodes d'optimisation stochastique sont proposées pour la gestion de la production décentralisée et pour la participation des renouvelables aux marchés d'électricité.
La fonction stockage constitue une des clés d'une intégration poussée des renouvelables sur un réseau. Les activités du CEP dans ce domaine sont de différentes natures: une approche conceptuelle comme appui à la gestion prédictive d'un réseau comprenant de la production distribuée, des développements techniques autour de stockage par pression, l'élaboration de matériaux carbonés cellulosiques dans la réalisation d'électrodes de batteries ou de supercondensateurs.
Évaluation des impacts environnementaux: L'analyse des impacts environnementaux directs et indirects de filières énergétiques telles que les énergies renouvelables nécessite d'appréhender la question sous un angle systémique permettant de distinguer les impacts directs des indirects. Le CEP développe la formalisation des méthodologies d'évaluation des impacts, et plus particulièrement l'approche cycle de vie. Ces recherches sont notamment conduites sur les filières photovoltaïques, solaires thermiques et éolienne. Elles contribuent à l'évaluation de ces filières dans une perspective d'énergies durables.
La contribution des groupes de recherche du CEP à ces trois axes stratégiques est détaillée ci-après.
Philippe Blanc , Isabelle Blanc , François Cauneau , Mireille Lefèvre, Lionel Ménard, Thierry Ranchin , Lucien Wald
Le groupe OMD a pour objet scientifique le développement de méthodes et outils afin d'accroître la capacité d'estimation et de représentation mathématique de la réalité géographique dans le domaine de l'énergie, au moyen de l'observation et de la modélisation. Les disciplines fondamentales sur lesquelles il s'appuie sont la géographie numérique, les mathématiques appliquées, les technologies de l'information et la physique (interaction onde-matière, météorologie, métrologie). Ses activités s'inscrivent dans l'axe 3 du CEP «Energies renouvelables».
Il contribue à l'accroissement de l'usage des renouvelables pour la production d'énergie par la production de connaissances, de données et d'applications, et leur diffusion. Pour cela, un système collaboratif d'information sur les ressources solaire et éolienne, basé sur les services internet SoDa et DataForWind , est mis en place dans le cadre de l'Agence Internationale de l'Energie (AIE) et du Global Earth Observation System of Systems ( GEOSS ). Ce système exploite les technologies récentes des services web interopérables, selon les standards W3C, OGC et INSPIRE.
Le groupe OMD assure la mise à jour quotidienne de la base de données d'éclairement solaire HelioClim. Les activités commerciales relatives à l'exploitation de cette base de données via le site SoDa font l'objet d'un transfert de valorisation vers la société TRANSVALOR , soutenu cette année par l' Institut Carnot M.I.N.E.S. Les thèmes de recherche actuels relatifs au rayonnement solaire exploitent des modèles de transfert radiatif dans l'atmosphère et concernent, d'une part, le développement d'une nouvelle approche d'estimation par imagerie satellitale basée sur la modélisation physique de l'atmosphère, d'autre part, l'établissement de méthodes de cartographie du potentiel solaire à haute résolution, en utilisant des sources de données externes comme les modèles numériques de terrain ou les bases de données d'albédo terrestre (cf. encadré ci-après).
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En partenariat avec des industriels du secteur de l'éolien, une méthodologie a été développée pour l'évaluation technico-économique des ruptures technologiques pour les turbines éoliennes de grande puissance. Par ailleurs, le groupe OMD a mis en place une soufflerie innovante permettant l'expérimentation à l'échelle réduite de turbines éoliennes (cf. encart ci-après). Ce moyen d'expérimentation permettra notamment de valider les modèles d'influence des écoulements de relief et des conditions météorologiques sur les performances des éoliennes.
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Le groupe OMD évalue et cartographie les impacts des transports, de la production et des usages de l'énergie sur l'environnement, au moyen, notamment, d'analyse de cycle de vie et des données d'observation de la Terre. Il participe à la mise en place d'une plate-forme européenne EnerGEO pour l'évaluation des impacts de scénarios énergétiques. Les travaux d'évaluation de performances environnementales de systèmes photovoltaïques et thermiques se poursuivent avec la production de cartographie pour la France (projets ESPACE et ESTHACE soutenus par l'Ademe).
Enfin, le groupe OMD poursuit des activités de recherche dans le domaine de l'observation de la Terre en s'intéressant aux problèmes relevant de l'analyse multi-échelles de séries d'images multi-temporelles et multispectrales. Dans ce cadre, Pierre Massip a soutenu sa thèse sur la «Fusion de données: Prise en compte des caractéristiques liées à l'imageur lors de la synthèse d'images multispectrales à haute résolution spatiale»,le 19 novembre 2010.
Georges Kariniotakis , Patrick Gatt , Robin Girard , Didier Mayer , François-Pascal Neirac , Nils Siebert
L'objet scientifique du groupe ERSEI (ex-EnR) repose sur le développement de méthodes permettant l'intégration optimale de la production décentralisée (ou répartie), incluant les énergies renouvelables, dans les systèmes électriques et les marchés d'électricité. Les différents systèmes électriques concernés sont les systèmes hybrides pour les sites isolés, les mini-réseaux, les réseaux insulaires et les réseaux interconnectés. Dans le cadre des marchés d'électricité, où la production des renouvelables (i.e. éolienne, PV) est pénalisée à cause de sa nature incertaine, l'objectif est d'augmenter leur compétitivité par rapport aux sources conventionnelles.
Le groupe ERSEI développe des approches et des outils de modélisation, de simulation, de prédiction, d'optimisation et de prise de décision en lien avec les mesures et l'expérimentation dans le but : de contribuer en amont à une meilleure connaissance de la ressource et de la production renouvelable et de leur lien avec la météorologie; de modéliser et d'analyser les performances des systèmes électriques considérés ; de développer des solutions pour des problèmes liées à la gestion et à la planification de ces systèmes, et ce à des échelles spatiales différentes.
L'approche scientifique du groupe s'appuie sur :
Les thématiques de recherche principales se concentrent sur :
Le groupe ERSEI a développé depuis plusieurs années une activité se centrant sur la mise en œuvre industrielle des outils et méthodes numériques développés en son sein (i.e. outils opérationnels de prévision renouvelable). Cette activité permet de valider les résultats de la recherche en étroite collaboration avec les utilisateurs et permet un retour d'expérience direct dans le cadre des projets de démonstration. Au travers de cette expérience, le groupe ERSEI est positionné aujourd'hui dans des projets de démonstration à grande échelle en cours de développement aux niveaux national et européen dans le domaine des «smartgrids», où le but est d'évaluer les méthodes issues de la recherche dans un environnement réel. Enfin, des moyens expérimentaux sont mis en place pour la validation des travaux théoriques, incluant trois bancs d'essais: un solaire-thermique, un solaire-thermodynamique et un mini-réseau.
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Bruno Peuportier , Alain Guiavarch , Stéphane Thiers
L'éco-conception nécessite d'identifier les principales causes des impacts environnementaux et d'étudier des solutions permettant de réduire ces impacts. L'analyse de cycle de vie est utilisée dans cet objectif, en lien avec des réseaux européens dans ce domaine. Cette méthode a été appliquée aux bâtiments et mise en œuvre dans le logiciel EQUER . Une extension à l'échelle d'un quartier est en cours, ainsi que l'application de la méthode au cas de la réhabilitation. Le CEP participe aux projets LORE-LCA (7ème PCRD, action de coordination de la recherche sur les bâtiments à basse consommation de ressources) et ENSLIC Building (promotion de l'efficacité énergétique par l'analyse de cycle de vie).
Les aspects énergétiques jouent un rôle important dans le bilan environnemental d'un bâtiment. Pour mieux comprendre comment les différents phénomènes physiques influencent ce bilan (échanges thermiques, captage, stockage et distribution de l'énergie solaire, production d'électricité), le simulateur COMFIE a été développé. Le modèle d'enveloppe permet d'évaluer les besoins de chauffage et de rafraîchissement, ainsi que le niveau de confort thermique des bâtiments multizones. Des modules complémentaires concernent les systèmes solaires thermiques et photovoltaïques, les pompes à chaleur air/air, les échangeurs air-sol, la micro-cogénération et les matériaux à changement de phase. Un modèle de réseau multizones a été intégré afin d'améliorer la prise en compte des mouvements d'air. Des travaux en cours (8 projets ANR ) portent sur le chaînage avec un calcul d'éclairage, basé sur le suivi de rayons, la modélisation du matériau bois (bilan hydrique), l'étude du couplage entre pompe à chaleur et système photovoltaïque, et l'étude de stratégies de régulation par programmation dynamique.
L'étude par simulation numérique de composants industriels et de concepts architecturaux innovants est complétée par des suivis expérimentaux sur site. La comparaison à des mesures a pour objectif la validation des modèles: une étude est par exemple en cours sur les maisons passives de la plateforme INCAS de l'Institut National de l'Énergie Solaire ( INES ).
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Dans le cadre de la Chaire «Éco-conception des ensembles bâtis et des infrastructures», créée par ParisTech en association avec l'entreprise VINCI , le CEP collabore avec l'École des Ponts ParisTech sur les aspects de transport, et avec AgroParisTech sur les questions de biodiversité.
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Dominique Marchio , Jérôme Adnot , Bruno Duplessis , Philippe Rivière, Pascal Stabat
La France s'est engagée à diviser par quatre ses émissions de gaz à effet de serre à l'horizon 2050. Dans la panoplie des moyens envisagés pour parvenir à cet objectif ambitieux, certaines actions sont qualifiées d'incontournables : accroître l'efficacité énergétique dans tous les secteurs, et particulièrement dans l'habitat existant; économiser l'électricité en usage «de pointe»; susciter de nouveaux comportements; enfin, transformer l'offre, en ayant un recours privilégié aux technologies non émettrices de gaz à effet de serre, à venir ou déjà disponibles.
La maîtrise de la demande chez les particuliers, dans le secteur tertiaire, aussi bien en volume d'énergie consommé qu'en appel de puissance instantané, nécessite des méthodes, des outils, des évaluations de technologies et de services énergétiques, qui sont au cœur de notre thématique de recherche. Il s'agit donc de développer des modèles de connaissance alimentés par des mesures de terrain, des méthodes et des critères de conception, d'évaluation et d'optimisation des systèmes consommateurs et producteurs d'énergie dans les bâtiments. Parmi ceux-ci, les usages thermiques (chauffage, climatisation et eau chaude sanitaire: ECS) sont des postes majeurs de consommation et des potentiels importants d'économie d'énergie et/ou d'appel de puissance.
Pour le secteur des bâtiments tertiaires, le CEP a développé des algorithmes de composants de systèmes énergétiques et les a intégrés dans plusieurs logiciels de simulation dynamique permettant une comparaison globale multi-usages: éclairage, consommations spécifiques d'électricité chauffage, refroidissement, ECS. Il faut travailler simultanément à:
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Les modèles de systèmes et de bâtiments-types développés ont permis de mener à bien différentes études prospectives pour mesurer l'impact de la pénétration des solutions de réduction de la consommation et de la pointe sur les parcs de bâtiments français, tertiaire et résidentiel.
Dans le secteur du transport, l'évolution des technologies vers un accroissement de l'utilisation de l'électricité et du gaz impose d'en mesurer l'impact sur les différents réseaux. Les aspects maîtrise de la demande sont étudiés à travers l'apport du stockage.
C'est aussi dans la durée que la maîtrise de la demande doit être garantie. C'est pourquoi le CEP analyse les conditions dans lesquelles se développent les services énergétiques. En particulier, le Centre participe au développement de méthodes contractuelles adaptées à la valorisation de l'efficacité énergétique dans le cadre de contrats de performance énergétique et développe des méthodes d'audit énergétique en prenant appui sur certains dispositifs obligatoires tels que l'inspection des installations.
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Le groupe SYSTHERM développe une approche des transferts thermiques, en particulier radiatifs, par des méthodes de calculs rapides en régime dynamique. Ceci en vue de concevoir ou de re-concevoir des fours industriels de diverses natures, notamment lorsqu'il faut obtenir des flux bien définis sur des surfaces complexes et dans des temps courts (cf. encadrés). Cette approche se complète par la réalisation de maquettes ou de prototypes pour étudier en détail les phénomènes couplés, en particulier dès que la convection joue un rôle significatif.
Les travaux de modélisation ultra-rapide des transferts de chaleur utilisent, en particulier, une approche par voxels qui permet une représentation en 3D avec une remarquable économie de description géométrique. De plus, grâce à un nouvel outil de programmation, dit CUDA, la résolution d'algorithmes est intégrée sur la carte graphique (GPU), ce qui est une manière de rendre l'exécution parallélisable. Ce progrès est extraordinaire puisque, à des coûts réduits, des gains en temps de calcul d'un facteur de 1000 à 10000 sont réalisés.
En utilisant la méthode de calcul MACZM (Multiple Absorption Coefficient Zonal Method), développée par le professeur Yuen de l'université de Californie, les transferts radiatifs en milieux semi-transparents peuvent être modélisés de manière extrêmement rapide grâce au concept de Generic Exchange Factor (GEF). GEF est la quantité de rayonnement émise par un élément de volume (voxel) et reçue par un autre voxel dépendant de leurs positions relatives et du coefficient d'absorptivité du milieu. Ces travaux, objet de la thèse de Boutros Ghannam , donnent lieu à plusieurs publications dans des revues à comité de lecture.
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Ces recherches ouvrent la voie au développement de modules de contrôle de fours ultra rapides basés sur la modélisation des phénomènes physiques et non pas sur des mesures de températures particulièrement difficiles dans les milieux semi-transparents.
Une collaboration avec le Département Energétique Industrielle de Douai (thèse de Gilles Marck ) amène au développement de géométries optimales pour les transferts thermiques dans un premier temps conductifs, puis convectifs. Les travaux, basés sur l'optimisation topologique initiée par Béjan, utilisent ici une stratégie constructale dite «forward» au lieu de «inward», et aboutissent à de nouveaux résultats de structure de transfert. Des publications sont déjà en cours dans plusieurs revues à comité de lecture.
Denis Clodic , Chakib Bouallou , Elias Boulawz Ksayer, Renaud Gicquel , Maroun Nemer , Youssef Riachi , Assaad Zoughaib
Le groupe Thermodynamique des Systèmes couvre une grande diversité de travaux de recherche tels que l'étude de contacteurs à membranes, le développement de pompes à chaleur utilisant comme sources froides des effluents liquides et gazeux, et aussi des travaux de modélisation en vue de représenter la dynamique des évolutions de systèmes. L'articulation entre modélisation et expérimentation est à la base de presque tous les travaux de thèse, et ce afin d'obtenir des résultats validés, servant de base à la conception de pilotes ou de démonstrateurs.
Avec le méta-langage Modelica, le groupe TDS développe aussi bien la bibliothèque de composants et de systèmes thermodynamiques (systèmes frigorifiques typiques du froid commercial ou des pompes à chaleur sur différentes sources air-air, eau-eau, ou eau-air) que la modélisation de cycles Rankine organique. Les travaux du CEP s'intègrent dans le consortium CERES-2 mis en place lors d'un appel à propositions EESI de l' ANR . L'objectif est de développer une plateforme ouverte intégrant un solveur, un optimiseur et des modules décrivant des procédés industriels tels que la production du papier, les procédés agro-alimentaires ou la fabrication du ciment. L'année 2010 a vu le développement de systèmes Rankine adaptés soit à des poids lourds, soit à des procédés industriels. Cette activité amène à la conception d'échangeurs adaptés au fonctionnement en milieux corrosifs (rosée acide).
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Les travaux de développement de turbine diphasique à partir de fluides frigorigènes en phase liquide saturant ont fait la preuve d'un nouveau concept protégé par un brevet international qui permet d'obtenir des efficacités de détente de 0,7 comparativement à la détente idéale (isentropique).
La collaboration avec Air Liquide a amené au développement de travaux sur les écoulements liquides et gaz sur des packings structurés en utilisant une approche de modélisation zone-étage. Cette approche permet une prédiction de la distribution de liquide sur différents types de packings structurés et, en particulier, de prévoir leur noyage relatif. Ces travaux, associés à la thèse de Walid Said , soutenue en novembre 2010, font l'objet de publications dans des revues à comité de lecture.
Les travaux de recherche et la conception du pilote d'antisublimation Pil-AnSU ont permis de démontrer, sur des fumées d'une unité de production d'électricité au charbon d' EDF à Vitry, l'efficacité de la désulfuration dans des tours de condensation où les fumées en sortie de cette unité présentaient une teneur résiduelle en SO 2 inférieure à 1 ppm. Parallèlement à ces travaux de terrain, l'optimisation du fonctionnement du système en cascade intégrée a permis d'améliorer de plus de 20 % l'efficacité énergétique du système de captage du CO 2 en mettant en place plusieurs échangeurs de givrage et dégivrage du CO 2 afin d'obtenir des débits continus du mélange de fluides frigorigènes, tout en ayant un fonctionnement discontinu dû à l'alternance des cycles de givrage et dégivrage. Cependant, le projet Pil-AnSU regroupant Alstom , EDF , GDF SUEZ et Armines/CEP s'est arrêté du fait de l'accroissement très significatif des coûts d'ingénierie et de construction qui avaient été sous-estimés d'un facteur 2. Malgré cette déception, le développement de la technologie de captage de CO 2 par antisublimation continue, en particulier en tirant parti de la très grande pureté du CO 2 obtenu par le procédé de séparation par phase solide. Un nouveau projet de pilote est en préparation, associant captage du CO 2 sur fumées, purification et transformation du CO 2 pour produire en particulier du polycarbonate.
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Par ailleurs, Le logiciel Thermoptim® est déjà diffusé auprès de plus de 120 établissements d'enseignement supérieur dans le monde ainsi qu'auprès d'une trentaine d'industriels. Les travaux réalisés en 2010 ont permis d'étendre la modélothèque de Thermoptim, de généraliser les études sur le comportement des systèmes en régime non nominal, et de proposer de nouvelles utilisations pédagogiques des ressources numériques développées depuis une dizaine d'années.
Dans le domaine des Transferts Gaz Liquide, le groupe TDS travaille sur le développement d'un procédé original de captage du CO 2 par absorption en post-combustion, utilisant le cycle carbonate – bicarbonate d'ammonium assisté par contacteur membranaire. Les travaux effectués ont abouti à la préparation de deux types de fibres creuses à peau dense de type composite, constituées d'un support microporeux commercial modifié par enduction polymère, soit avec du PTMSP soit avec du Téflon AF®. Ces nouvelles fibres ont été assemblées en mini modules de laboratoire (environ 30 cm de long) pour étudier leurs propriétés de transfert de matière pour des gaz ou des liquides, et leurs performances vis-à-vis de la capture du CO 2 . Les essais se sont révélés positifs à la fois pour les fibres seules et pour des mini modules contenant plusieurs centaines de fibres assemblées en faisceau.
Un nouveau projet de couplage «électrolyseur-énergie renouvelable» pour la production d'hydrogène a été démarré en 2010 en partenariat avec EIFER. Pour être compétitive (rendement élevé et coût diminué grâce à l'utilisation à la fois d'électricité et de chaleur), la technologie d'électrolyse à haute température nécessite d'étudier le système énergétique complet, composé de l'électrolyseur à haute température et de ses périphériques, des sources d'énergies renouvelables sélectionnées ainsi que des composants intermédiaires nécessaires au bon fonctionnement du système.
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Le CEP développe une plateforme de modélisation dynamique de tout type de véhicules (essence, diesel, hybride, hybride rechargeable, électrique) prenant en compte les caractéristiques de la motorisation et du poids du véhicule sur des trajets réalistes en trois dimensions.
Il va suivre de manière détaillée une quinzaine de véhicules de la flotte des Toyota hybrides rechargeables en circulation dans la région de Strasbourg pour analyser l'impact de la géographie 3D des conditions de circulation et de l'attitude du conducteur sur les consommations d'énergie, afin de montrer la variabilité potentielle des gains énergétiques en fonction de ces paramètres.
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Dominique Dron, Assaad Zoughaib
Le groupe ENERVIV développe ses travaux à l'interface entre l'énergétique, le génie des procédés et la biologie. Cette multidisciplinarité impose une interaction avec des équipes spécialisées sur la biologie des algues aussi bien que sur les bactéries méthanogènes. Pour la culture des micro-algues qui présentent une grande fragilité pour leur maintien en vie, l'approche choisie par le CEP a été de les remplacer par des microbilles afin d'étudier les conditions hydrodynamiques et de maîtrise de l'éclairement dans des photo-bioréacteurs. Les travaux d'Ana Rengel ont permis la comparaison détaillée d'un photo-bioréacteur classique avec colonne à bulles centrale et un photo-bioréacteur hélicoïde permettant de découpler la vitesse de circulation de la partie éclairée de la gestion des gaz CO 2 et O 2 .
Les travaux se poursuivent sur le développement d'un photo-bioréacteur de deuxième génération intégrant les paramètres de croissance de différentes variétés d'algues sélectionnées par des laboratoires spécialisés. Ce photo-bioréacteur sera réalisé à une échelle semi-industrielle et sera exploité dans une serre agricole. Une conception intégrée de bio-raffinerie sera réalisée pour permettre un impact environnemental minimisé. L'association de la culture d'algues avec une méthanisation est une piste étudiée.
Par ailleurs, des études sur les conditions de la méthanisation de coproduits industriels comme le lactosérum permettent d'envisager l'intégration de systèmes de méthanisation dans la gestion énergétique globale de procédés agroalimentaires.
De plus, le groupe ENERVIV continue le développement d'analyses de cycle de vie de nouvelles technologies intégrant la matière vivante pour établir les impacts de ces nouvelles cultures ou de ces nouveaux procédés sur l'environnement immédiat et sur les émissions de gaz à effet de serre.
Christophe Coquelet , Amir-Hossein Mohammadi , Dominique Richon , Pascal Théveneau
Une connaissance précise du comportement des mélanges est nécessaire pour le dimensionnement et l'optimisation des procédés industriels. Selon les conditions opératoires, un mélange peut présenter des diagrammes de phases plus ou moins complexes. Les études menées au sein du laboratoire TEP visent à déterminer des diagrammes de phases dans un très large domaine de températures et pressions en s'appuyant sur des travaux expérimentaux suivis d'une modélisation des données obtenues.
Les modèles utilisés dans le milieu industriel sont, en général, paramétrés, car bien souvent les modèles prédictifs s'avèrent malheureusement peu fiables en raison de la complexité des systèmes chimiques en cause. Les paramètres de ces modèles doivent être déterminés de préférence à partir de données extrêmement fiables et précises, qui ne peuvent être obtenues que par l'utilisation d'équipements expérimentaux, adéquats et de qualité, avec une chaîne métrologique parfaitement cohérente. Le laboratoire TEP travaille activement à la production de telles données. Ces données constituent le point de départ de l'optimisation et du dimensionnement des procédés. Pour les obtenir, il conçoit les outils expérimentaux nécessaires, les construit dans son atelier, et les utilise dans son laboratoire «haute sécurité» sur une grande variété de composés. Une attention toute particulière est apportée aux problèmes de sécurité afin de pouvoir appréhender l'étude de mélanges corrosifs et toxiques. Le laboratoire poursuit le développement de l'échantillonneur ROLSI™ dont une version très aboutie a fait l'objet d'une cessation de licence auprès des sociétés EIF et Alpha MOS. Couplé à un système d'analyse, le ROLSITM permet de déterminer très précisément les compositions de mélanges in-situ, sans perturbation du système échantillonné.
Les domaines d'applications dans lesquels TEP intervient sont assez variés. On peut citer : le traitement du gaz naturel (capture des gaz, avec TOTAL et la GPA - Gas Processors Association); la capture et la séquestration du CO 2 (utilisation des hydrates de gaz ; influence des impuretés issues de la combustion du gaz naturel, en collaboration avec le Centre de Géosciences de MINES ParisTech); l'étude de composés fluorés (utilisables comme solvant d'extraction pour les procédés Fischer-Tropsch, en collaboration avec l'Université KwaZulu-Natal ou comme fluides frigorigènes, l'étude des gaz de l'air (aspects cryogéniques), la chimie verte (développement de modèles thermodynamiques) et l'étude des fluides supercritiques.
Une part importante de l'activité est également orientée vers le développement de modèles capables de représenter convenablement les mélanges étudiés, dont ceux basés sur la théorie de Wertheim (PC Saft), ceux avec équations d'état cubiques. Certains de ces derniers, combinés aux lois d'échelles (physique statistique), permettent la représentation des fluides supercritiques.
Le laboratoire a des collaborations de longue date avec des partenaires industriels du domaine de la chimie tels qu'Air Liquide , Arkema, Total, IFP , Gas Processors Association, Rhodia...
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Arnaud Rigacci , Patrick Achard , Christian Beauger , Sandrine Berthon-Fabry, Rudolf Metkemeijer
Le groupe EM&P effectue des recherches sur les nouvelles technologies de l'énergie, dans les trois axes du CEP: (1) «Efficacité énergétique», (2) Décarbonation des procédés et combustibles», (3) «Energies renouvelables». Il travaille principalement sur i) les piles à combustible et la filière hydrogène, ii) les nouveaux matériaux fonctionnels pour l'énergie et iii) les enveloppes de bâtiments à haute efficacité énergétique et ce, dans le cadre de ses trois thématiques structurantes respectivement intitulées THE (pour «Technologie de l'Hydrogène Energie»), EMA (pour «Energétique et Matériaux Avancés») et THEMA (pour «Thermique des Enveloppes et Maîtrise des Ambiances»).
Les travaux sur les piles à combustible se concentrent sur les convertisseurs de type PEM-FC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) et l'ensemble des procédés connexes (traitement et stockage des gaz, gestion de l'eau et de l'énergie thermique, vieillissement sur site, ...). Les recherches sont menées à toutes les échelles, de la monocellule à la caractérisation de stacks, et se prolongent par des études systémiques. Sont notamment étudiés le cœur de pile, la production, la purification et le stockage d'hydrogène. Pour le cœur de pile, les travaux vont de l'élaboration et l'étude de (nano)matériaux spécifiques (pour électrodes, membranes et plaques bipolaires) aux tests d'assemblages de monocellules sur banc. Ces recherches s'inscrivent principalement dans l'axe 1 du CEP.
Les travaux sur les matériaux sont principalement focalisés sur des matériaux nanostructurés issus du procédé sol-gel (notamment des matériaux de type aérogels), sur leurs procédés d'élaboration (séchages subcritique ou au CO 2 supercritique, calcination, pyrolyse, ...) et sur leur traitement (fonctionnalisation, dépôt de nanoparticules...). Actuellement, un effort tout particulier est porté sur: i) des matériaux carbonés cellulosiques pour réaliser des électrodes de systèmes de conversion et de stockage d'énergie par voie électrochimique, ii) des matériaux semi-conducteurs pour la production d'hydrogène par photo(électro)lyse, et iii) des superisolants thermiques composites (ou hybrides) à base de matrices cellulosiques mésostructurées et de silices nanostructurées. Ces recherches contribuent aux trois axes du CEP.
Enfin, les travaux sur les enveloppes de bâtiment performantes concernent essentiellement le développement de mortiers d'enduit à haut pouvoir isolant, l'élaboration (et le soutien au transfert à échelle pré-industrielle) de superisolants thermiques à base de silice nanostructurée (composites, flexibles...) et l'étude de murs à effet de serre translucides à base de matériaux à changement de phase (MCP) et de superisolants thermiques granulaires. Ces recherches sont essentiellement conduites dans le cadre de l'axe 1 du CEP, «Efficacité énergétique».
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Laurent Fulcheri , Frédéric Fabry , Vandad Rohani
Les recherches du groupe Plasma portent sur le développement de procédés plasmas (thermiques et non thermiques) pour des applications énergétiques et environnementales. Ces recherches se déclinent dans le cadre de deux des trois axes de recherches du CEP : (1) Efficacité Énergétique et (2) Décarbonation des procédés et combustibles.
Les recherches menées dans le cadre de l'axe 1 concernent le développement de nouveaux procédés plasma propres et faiblement énergivores. Les principales recherches en cours portent sur la technologie des décharges de surface.
Les recherches menées dans le cadre de l'axe 2 concernent la conversion thermochimique des hydrocarbures fossiles et renouvelables et leur utilisation rationnelle dans le contexte actuel d'épuisement des ressources et de limitation des émissions de gaz à effet de serre. Les principales actions en cours portent sur: le reformage, la pyrolyse et la gazéification d'hydrocarbures, ainsi que sur la conversion Gas To Liquids . Elles s'inscrivent, en particulier, dans la perspective de production d'agro-carburants de seconde génération obtenus à partir de matière organique renouvelable (biomasse, déchets).
Un accent particulier est mis sur la rétro-conversion du CO 2 . La principale difficulté de la conversion du CO 2 réside dans le fait que la transformation de cette molécule, constituant la forme la plus oxydée du carbone, nécessite un important apport d'énergie et qu'elle est d'une extrême stabilité dans les conditions standard. L'idée est alors d'utiliser deux des propriétés majeures des plasmas, (i) apport d'énergie et (ii) milieux fortement réactionnels, pour permettre le recyclage et la transformation chimique du CO 2 en produits valorisables.
Sur un plan expérimental, les recherches conduisent à l'étude et la mise en œuvre de solutions technologiques adaptées faisant appel à des plasmas thermiques et non thermiques, ainsi qu'à des méthodes d'analyses et outils de diagnostic avancés (pyrométrie optique, spectroscopie d'émission, spectroscopie infra-rouge, spectroscopie de masse, chromatographie en phase gazeuse, vélocimétrie...).
Sur un plan théorique, ces recherches s'appuient sur le développement de modèles et connaissances génériques dans les domainessuivants : physique des plasmas, mécanique des fluides, transferts thermiques, thermodynamique et cinétique chimique.
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Jean-François Hochepied , Alain Gaunand
Le laboratoire SCPI développe de nouvelles voies de production de particules minérales nanométriques, nanostructurées ou multi-échelles, par chimie des solutions. En effet, les propriétés d'usage d'un produit fini dépendent souvent directement de la taille ou de la morphologie des particules qui le composent, ainsi que de leur état de surface. Pour contrôler ces caractéristiques, les travaux portent aussi bien sur des paramètres de procédé (effet de mélange, précipitation homogène, intensification) que sur la physico-chimie des solutions (pH), ou que sur les surfaces des solides en formation (effet des tensioactifs). Les études portent principalement sur la synthèse de matériaux pour l'énergie, qu'il s'agisse de batteries: hydroxyde de nickel nanostructuré dans le projet Inter-Carnot ONE, de piles à combustibles: oxyde de cérium et cérate de baryum dans le projet européen IDEAL CELL , de thermoélectriques nanostructurés: mixtes TiO 2 -SnO 2 , ou encore de matériaux pyroélectriques (démarrage de projet ANR ferroenergy).
Dans la plupart des sujets abordés, nous nous intéressons aux objets précipités et cherchons souvent à coprécipiter pour obtenir des phases mixtes ou dopées. Toutefois, les techniques de précipitation sélective peuvent être très utiles dans l'exploitation de minerais, où l'on se préoccupe de récupérer un élément d'intérêt. L'idée générale est d'établir les conditions permettant de dissoudre le minerai et de reprécipiter quantitativement l'élément ou les éléments indésirable(s), afin de ne récupérer en solution que l'élément ou les éléments d'intérêt. Cette démarche est en particulier applicable dans le cas du traitement par hydrométallurgie de minerais pauvres en nickel, où des procédés autres (pyrométallurgie) ou non optimisés (laissant par exemple des espèces indésirables en solution) s'avèrent excessivement coûteux et polluants. L'objectif d'une thèse en collaboration avec un partenaire industriel est justement de mettre au point une unité continue optimisée, en s'appuyant notamment sur la détermination de données et d'expressions cinétiques de dissolution-précipitation.
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Faits marquants et perspectives Les magazines «Environnement Magazine Hebdo» et «Info Chimie Magazine», partenaires Presse de l'opération Ademe-Pollutec «Prix des Techniques Innovantes pour l'Environnement», de valorisation de la recherche publique, ont choisi le projet CICADI (Contacteur Innovant pour la Capture du Dioxyde de Carbone) auquel participe le CEP comme l'un des lauréats des Prix des Techniques Innovantes pour l'Environnement 2010. Responsable du projet: Chakib Bouallou (CEP Palaiseau).
Denis Clodic a été élu en novembre 2010 Membre de l'Académie des Technologies.
Christophe Coquelet a été nommé «Honorary Professor» de l'université KwaZulu Natal de Durban en Afrique du Sud, à compter du 1er mai 2010.
George Kariniotakis et Philippe Blanc ont été nommés représentants français au comité de gestion du domaine «ESSEM – Sciences du système Terre et de son environnement», dans le cadre de l'action ES-10-02 «Prévision météorologique à court terme de haute résolution pour les productions énergétiques solaires et éoliennes».
Georges Kariniotakis a été élu Membre du Comité de Pilotage de la Plateforme Technologique Eolienne Européenne pour la période 2010-2014.
Philippe Blanc a été nommé parmi les vingt conseillers scientifiques pour le projet du Parc Naturel Régional des Préalpes d'Azur, pour les questions relatives aux énergies renouvelables.
Théophile Hordé a été sélectionné comme l'un des quatre «doctorants-ambassadeurs» de l'Institut Doctoral ParisTech pour 2011. Ces doctorants-ambassadeurs participent à la promotion du doctorat délivré par ParisTech lors de missions à l'étranger, en témoignant de leur expérience en doctorat dans une école de ParisTech, auprès d'étudiants étrangers intéressés à poursuivre des études doctorales.
Arnaud Rigacci a été nommé responsable du groupe de recherche «Energétique, Matériaux & Procédés (EM&P)» du CEP Sophia à compter du 1er juin 2010.
Maroun Nemer a été nommé responsable du CEP Paris/Palaiseau au 1er janvier 2011, en remplacement de Denis Clodic qui a fait valoir ses droits à la retraite tout en conservant son grade de Directeur de Recherche émérite à MINES ParisTech.
Un Colloque à mi-parcours de la Chaire «Nouvelles Stratégies Énergétiques» a été organisé à l'École de MINES ParisTeh le 27 avril 2010 sur le thème suivant: Ressources et stratégie soutenables: Quels moyens pour accroître la durabilité des ressources biologiques ? Quels outils pour piloter des stratégies robustes ? Contact: Assaad Zoughaib , CEP Palaiseau.
Le Groupe Thermodynamique de la SFGP (Société Française de Génie des Procédés), Processium et MINES ParisTech (CEP/ TEP ) ont organisé le vendredi 18 juin 2010 un colloque sur le thème suivant : «Données thermophysiques : acquisitions, traitement et utilisation des banques», chez Processium, Site Scientifique de La Doua Lyon/Villeurbanne (France). Contact: Christophe Coquelet , CEP/ TEP Fontainebleau.
A l'occasion du deuxième anniversaire de la Chaire «Éco-conception des ensembles bâtis et des infrastructures», une journée spécialisée sur le thème . «Décision territoriale et indicateurs de développement durable» a été organisée à l'École des Ponts ParisTech, à Marne-la-Vallée, le 4 novembre 2010. Contact: Bruno Peuportier , CEP Palaiseau.
Le Centre Énergétique et Procédés de M INES ParisTech a co-organisé avec l'association ARIEL (Association for Research with Industrial and Educational Links) et le Centre franco-russe pour l'efficacité énergétique le séminaire «Efficacité énergétique en milieu urbain», qui s'est tenu à l'Ambassade de France à Moscou le 10 décembre 2010. Contact: Didier Mayer , CEP.
La Chaire «Captage, Transport et Stockage du CO 2 » a organisé un séminaire de doctorants franco-norvégien du 14 au 16 décembre 2010 à Trondheim, Norvège. Responsable : Denis Clodic , CEP Palaiseau.
Un accord de partenariat a été signé entre MINES ParisTech et le Business Group «Energies Renouvelables» d'Areva. Cet accord a conduit à l'organisation, en juin 2010, du premier Challenge de l'Innovation. Ouvert à des étudiants candidats au post-master «International Energy Management», sélectionnés parmi plus de cent candidats, douze finalistes de six nationalités différentes ont participé à cet événement autour du thème de l'innovation. A l'issue de ces journées, les trois lauréats de ce Challenge ont obtenu le financement de leur scolarité au post-master pour l'année 2010-2011. A l'issue de huit mois de formation théorique à MINES ParisTech et à l'Université de Tsinghua à Pékin, ils effectueront un stage de six mois dans différentes entités Energies Renouvelables d'AREVA dans le monde.
En 2010, deux sessions du Mastère Spécialisé «Ingénierie et gestion du gaz» ont été ouvertes, dont une en anglais, qui permet la formation d'ingénieurs du Beijing Gas Group (BGG).
Le projet sino-européen ICARE (Institute for Clean And Renewable Energy) prévoit la création d'un nouvel institut de formation supérieure et de recherche, troisième du genre, qui sera basé à Wuhan en Chine, dans la province du Hubei. ParisTech est responsable du projet, financé par l'Union européenne et coordonné par Didier Mayer , directeur du Centre Énergétique et Procédés de MINES ParisTech. Cet institut proposera également un programme de formation continue. Dans ce cadre, deux nouveaux Masters sont en cours de montage:
Le transfert de licence de l'échantillonneur ROLSITM développé par le CEP vers l'industrie (sociétés EIF et Alpha MOS) a été initié à l'occasion d'une cérémonie officielle le 14 juin 2010.
Le G8 a initié en 2003 un plan pour l'établissement du système global des systèmes d'observation de la Terre (Global Earth Observation System of Systems, GEOSS). Cette initiative, confiée au GEO (Group on Earth Observations http://www.earthobservations.org), regroupe 84 pays, la Commission Européenne, ainsi que 58 organisations internationales. Les assemblées plénière et ministérielle de GEO se sont déroulées du 3 au 5 novembre 2010 à Beijing, en Chine. Thierry Ranchin et Lionel Ménard y ont représenté la France, l'Union Européenne et MINES ParisTech. Ils ont présenté les activités du CEP relatives à l'évaluation de la ressource solaire, ainsi qu'un démonstrateur illustrant l'interopérabilité des systèmes d'informations dans le cadre de l'architecture commune de GEOSS et l'évaluation des impacts environnementaux des usages de l'énergie. Thierry Ranchin est le co-responsable pour la France du comité d'interface avec les utilisateurs (User Interface Committee), et le co-responsable de la communauté de pratiques sur les énergies, un des neuf domaines sociétaux de GEOSS. Lionel Ménard participe aux activités du comité en charge de l'architecture et des données (Architecture and Data Committee) visant à la définition des standards dans le cadre de GEOSS.
Le Centre Énergétique et Procédés, de par son expertise en Analyse de Cycle de Vie (ACV), s'est vu confier la tâche de représenter la France au sein de la tâche 12 de l'AIE-PVPS (programme de l'Agence Internationale de l'Energie sur les systèmes PV de puissance de l'agence internationale de l'énergie). Cette tâche regroupe des spécialistes de l'analyse environnementale et des industriels pour discuter des questions environnementales reliées à l'industrie du Photovoltaïque. Le travail de ce groupe est prévu pour la période 2008-2012 et se penche sur plusieurs aspects, notamment sur l'ACV du Photovoltaïque incluant le recyclage des modules.
MINES ParisTech a participé activement à la Fête de la Science 2010, s'impliquant dans les différentes manifestations organisées sur le site de Sophia Antipolis afin de présenter ses activités scientifiques auprès du grand public et des scolaires. Dans ce cadre, le CEP a reçu pendant la semaine du 18 au 22 octobre des élèves de différents lycées de la région ainsi que le grand public, le samedi 23 octobre. Des visites des laboratoires du Centre et des conférences ont été organisées autour de deux activités et ont rencontré un grand succès : les piles à combustible ( Rudolf Metkemeijer et Christian Beauger , groupe EM&P) et l'estimation du rayonnement solaire par imagerie satellitale ( Philippe Blanc et Mireille Lefèvre, groupe OMD ).
Le laboratoire SCPI du CEP a rejoint, mi novembre, l'UCP (Unité Chimie et Procédés) de l' ENSTA ParisTech dans ses locaux parisiens au boulevard Victor. Ce déménagement impliquera une collaboration intensifiée entre les équipes ainsi rapprochées, notamment en physico-chimie appliquée aux procédés d'élaboration de nouveaux nanomatériaux, et préfigure les rapprochements à venir suite au probable regroupement sur le site de Palaiseau.
Mohammed Ellaite, CEP Fontainebleau: «Mise au point et analyse critique de méthodes de calcul prédictif des grandeurs thermochimiques des composés du soufre – Approches empirique et ab initio ( Development and critical analysis of predictive methods for thermochemical quantities of sulphur compounds – Empirical and ab initio approaches)», 9 février 2010. Directeur de thèse: Didier Dalmazzone (ENSTA).
Laurent Grignon-Massé, CEP Paris: «Développement d'une méthodologie d'analyse coût-bénéfice en vue d'évaluer le potentiel de réduction des impacts environnementaux liés au confort d'été ( Development of a Cost-Benefit Analysis methodology for evaluating the mitigation potential of environmental impacts due to summer comfort)» , 20 mai 2010. Directeur de thèse: Jérôme Adnot .
Claudia Hildenbrand , CEP Sophia Antipolis: «Carbones nanostructurés à base d'aérogels d'acétate de cellulose pour la conversion et le stockage électrochimique d'énergie: évaluation en tant que matériau d'électrode de supercondensateur ( Nanostructured carbons from cellulose-derivate-based aerogels for electrochemical energy storage and conversion: evaluation as EDLC electrode material)» , 9 septembre 2010. Directeurs de thèse: Sandrine Berthon-Fabry, Arnaud Rigacci .
Mathilde Ouattara-Brigaudet, CEP Sophia Antipolis: «Élaboration, caractérisation et optimisation de couches catalytiques cathodiques de piles à combustible PEM à partir d'aérogels de carbone ( Elaboration, characterisation and optimisation of PEM fuel cells cathode catalytic layers based on carbon aerogels )», 28 octobre 2010. Directeurs de thèse: Patrick Achard , Sandrine Berthon-Fabry.
Mikael Philippe, CEP Paris: «Développement et validation expérimentale de modèles d'échangeurs géothermiques horizontaux et verticaux pour le chauffage de bâtiments résidentiels ( Development and experimental validation of vertical and horizontal ground heat exchangers for residential buildings heating )», 19 octobre 2010. Directeur de thèse: Dominique Marchio .
Rabih Murr , CEP Palaiseau: ««Gains énergétiques globaux par installation de pompes à chaleur dans un procédé agro-alimentaire ( Global energy gains due to the use of heat pumps in the food process industry ), 21 octobre 2010. Directeur de thèse: Denis Clodic .
Maria Zoghaib, CEP Palaiseau: «Etude et simulation d e méthodes de refroidissement des bandes d'acier défilantes (Study and simulation of cooling methods for circulating steel strips) », 22 octobre 2010. Directeur de thèse: Denis Clodic .
Pierre Massip, CEP Sophia Antipolis: «Fusion de données : prise en compte des caractéristiques liées à l'imageur lors de la synthèse d'images multispectrales à haute résolution spatiale ( Data fusion: Integrating imaging sensor characteristics in the synthesis of multispectral images at high spatial resolution )», 19 novembre 2010. Directeur de thèse: Lucien Wald .
Walid Said , CEP Palaiseau: «Etude et modélisation de structures d'échange de colonnes de distillation cryogéniques ( Study and modeling of exchange structures in cryogenic distillation columns )». Directeur de thèse: Denis Clodic .
Moussa Dicko , CEP Fontainebleau: «Développement de modèles thermodynamiques pour les procédés en conditions complexes. Application à la capture des gaz acides et aux fluides supercritiques ( Development of thermodynamics models for chemical processes in complex conditions. Application to acid gases capture and to supercritical fluids )», 26 novembre 2010. Directeur de thèse: Christophe Coquelet .
Ana Rengel , CEP Palaiseau: «Conception et analyses énergétique et environnementale d'un bioréacteur à microalgues pour la production d'énergie ( Energy and environmental analysis of a bioreactor for microalgae culture for energy production )», 3 décembre 2010. Directeur de thèse: Denis Clodic .
Julien Caillet, CEP Paris: «Méthodologies d'identification d'économies d'énergie: application aux systèmes de climatisation à eau glacée ( Methodologies to Identify Energy Savings : Practical Application to Chilled Water Systems )», 7 décembre 2010. Directeur de thèse: Jérôme Adnot .
Khattar Assaf , CEP Palaiseau: «Intégration d'une pompe à chaleur dans un procédé agroalimentaire – Simulation, expérimentation et intégration» ( Integration of a heat pump in a food industry process – Simulation, experimentation and integration )», 10 décembre 2010. Directeur de thèse: Denis Clodic .
Philippe Arpentinier, CEP Fontainebleau: «Inflammabilité des mélanges gazeux. Aspects théoriques et applications aux conditions industrielles ( Flammability of gaseous mixtures. Theoretical aspects and applications to industrial conditions )», 17 décembre 2010. Directeur de thèse: Christophe Coquelet , Dominique Richon .
Sébastien Lasvaux, CEP Palaiseau: «Etude d'un modèle simplifié pour l'analyse de cycle de vie des bâtiments ( Study of a Simplified Model for the Life Cycle Assessment Model of Buildings )», 14 décembre 2010. Directeur de thèse: Bruno Peuportier .
Marcello Caciolo , CEP Paris: «Analyse expérimentale et simulation de la ventilation naturelle mono-façade pour le rafraîchissement des immeubles de bureaux ( Experimental analysis and simulation of single-sided natural ventilation for free cooling in offices )», 17 décembre 2010. Directeur de thèse: Dominique Marchio .
Joëlle Rizk , CEP Palaiseau: «Étude et modélisation des conditions d'échanges dans les colonnes diabatiques – Étude de la distribution de fluides» ( Study of the transfer conditions in diabatic distillation columns – Study of the flow distribution )», 21 décembre 2010. Directeur de thèse: Denis Clodic .
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Isabelle Blanc (CEP Sophia Antipolis): «Évaluation des impacts environnementaux de filières énergie: vers une approche intégrée», 19 juillet 2010.
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Génération d'une nappe active de plasma froid. 