Etude d’un stockage latent biosourcé intégré à une pompe à chaleur pour l’optimisation des performances énergétiques et acoustiques

https://www.sft.asso.fr/offres/these-these-etude-dun-stockage-latent-biosource-integre-pompe-chaleur-pour-loptimisation

L’objectif national de tripler la production des pompes à chaleur (PAC) s’inscrit dans un ensemble de mesures dont l’objectif est d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. L’intérêt des PAC, outre la consommation d’électricité faiblement carbonée en France, réside dans la réduction de la consommation d’énergie finale par rapport au chauffage avec radiateur électrique ou chaudière. La technologie des PAC progresse sur le plan environnemental avec l’utilisation de fluides frigorigènes à faible potentiel de réchauffement global (Réglementation F-Gas). Les industriels comme la société ATLANTIC commencent ainsi à proposer des PAC au propane (R290). En revanche, peu d’innovations technologiques facilitent le respect de la réglementation relative aux bruits de voisinage, en particulier dans le cas des PAC sur air extérieur qui sont à la fois les plus répandues et les plus bruyantes. Il est donc important de proposer des solutions innovantes réduisant la nuisance sonore et l’impact visuel de l’unité extérieure, en complément des règles d’installation à respecter pour préserver la tranquillité des usagers et du voisinage.

La solution développée dans le projet MOTUS répond au marché des logements neufs et de la rénovation énergétique en facilitant l’intégration des PAC air-eau grâce à une réduction de l’encombrement et des nuisances sonores de l’unité extérieure. Pour cela, nous retenons une PAC propane située à l’intérieur du logement car cela limite l’encombrement de l’unité extérieure qui intègre uniquement l’aérotherme conçu avec une faible profondeur et positionné contre la façade. De plus, nous associons à la PAC un évaporateur hybride (EH) intégrant un stockage avec matériaux à changement de phase (MCP) de façon à réduire le débit du ventilateur de l’aérotherme tout en facilitant le mode réversible de la PAC pour le rafraîchissement. Dans une configuration de PAC intérieure, la liaison entre les modules extérieur et intérieur est assurée par une boucle d’eau glycolée car la quantité de propane
admissible dans les habitations est limitée pour des raisons de sécurité. La boucle d’eau transfert l’énergie puisée sur l’air extérieur à la fois vers le stockage MCP et directement vers le fluide frigorigène (propane) lorsque la PAC fonctionne. La baisse du débit d’air est
envisageable car le stockage MCP permet de puiser les calories sur l’air pendant et en dehors des périodes de fonctionnement de la PAC lorsque les conditions sont favorables. La PAC bénéficie ainsi de deux sources froides utilisables simultanément (stockage MCP et air extérieur). Tout l’enjeu du projet sera de déterminer le débit d’air minimum et la capacité de stockage du MCP permettant à la fois de réduire les nuisances extérieures (bruit et encombrement), de préserver la performance énergétique et de respecter des contraintes financières. Le MCP retenu sera biosourcé pour des raisons écologiques.

Le ou la doctorant(e) recruté(e) interviendra comme contributeur scientifique principal sur différentes tâches en lien avec le projet ANR MOTUS. Il s’agira d’une part de développer et d’identifier des lois de comportement traduisant précisément les cinétiques de
fusion/cristallisation des MCP biosourcés et d’autre part de modéliser et d’optimiser les performances énergétiques (COP saisonnier, flexibilité) et acoustiques (bruit de ventilation).

https://www.univ-smb.fr/locie/

Ingénieur ou Master dans le domaine énergétique et/ou matériaux.

Le candidat doit être Francophone et disposer de solides bases en transferts thermiques