ECOLE DOCTORALE « Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés » Vous êtes cordialement invités à la soutenance de la thèse de François, Veynandt 1er Décembre 2011, à 14h30 à l'Ecole des Mines d'Albi Cogénération héliothermodynamique avec concentrateur linéaire de Fresnel : modélisation de l'ensemble du procédé Résumé Le concentrateur à miroir linéaire de Fresnel est une technologie solaire thermodynamique prometteuse. La recherche est en pleine effervescence et les premières applications industrielles voient le jour. Les applications vont de petites unités de production (chaleur, froid, électricité) à des centrales électriques de plusieurs dizaines de MW. Ce travail de thèse établit un modèle global du procédé solaire, afin de mieux connaître les performances du système dans son ensemble. Il s'agit d'un modèle en régime permanent adapté à un pré-dimensionnement du système. Le modèle comprend trois parties chaînées. Les transferts radiatifs dans le concentrateur optique sont modélisés par une méthode statistique de Monte Carlo. L'algorithme permet d'étudier finement toute configuration géométrique, notamment grâce à la carte des flux absorbés sur le récepteur. L'outil de simulation utilise l'environnement de développement EDStar. Le modèle thermique permet d'évaluer de manière analytique la puissance thermique utile, les pertes et les profils de température le long du récepteur (vitre, fluide, tube...). Le modèle thermodynamique est simulé analytiquement à l'aide de Thermoptim. L'application étudiée ici utilise l'air comme fluide caloporteur et de travail, qui alimente ainsi directement un moteur Ericsson. Ce moteur développé au LaTEP est prometteur pour de la cogénération à petite puissance (1 à quelques dizaines de kWel). Le prototype de concentrateur à miroir linéaire de Fresnel, construit à l'Ecole des Mines d'Albi, permettra de tester ce type de procédé. La technologie étudiée peut aussi alimenter une centrale électrique ou un système de cogénération dans l'industrie : électricité et chaleur de 100 à 250°C. L'hybridation avec une autre source d'énergie (biomasse, gaz...) et le stockage thermique sont des options clés à étudier. Pour optimiser la stratégie d'opération du procédé, une étude des comportements dynamiques s'impose : un modèle systémique est alors une approche très pertinente. Mots-Clés: Solaire Thermodynamique Concentrateur Linéaire de Fresnel Rayonnement Transferts Thermiques Cogénération Modélisation Etablissement d’inscription Institut National Polytechnique de Toulouse (INP Toulouse) Composition du Jury: Pr. Souad Harmand Pr. Georges Le Palec Pr. Gilles Flamant Dr. Bernard Thonon Pr. Richard Fournier M. Frédéric SIROS Dr. Jean-Jacques Bézian Pr. Pascal Stouffs Rapporteur Rapporteur Membre Membre Membre Membre Directeur de thèse Directeur de thèse