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Concentrateur cylindro-parabolique développé par EMS focus dans le cadre du projet Readynov en 2020 (à gauche). Calcul de la puissance reçue par le tube récepteur avec le logiciel libre Solstice (à droite)
Contexte et enjeux
L’artisanat est fortement impacté par le dérèglement climatique et par l’augmentation du prix de l’énergie fossile qui résulte de tensions géopolitiques et de l’épuisement d’une ressource finie. C’est pourquoi, il est nécessaire de décarboner l’artisanat. Le solaire à concentration permet d’obtenir de la chaleur renouvelable et décarbonée à plus de 100°C et couvre une plus large gamme de température que le solaire thermique plan. La technologie cylindro-parabolique est principalement utilisée pour produire de la chaleur à la plus haute température possible afin d’obtenir une conversion efficace en électricité. Lorsque cette technologie est utilisée pour produire de la chaleur, il faut produire la chaleur à la température requise par le procédé pour réduire les pertes thermiques. Ceci nécessite de développer un outil de dimensionnement. La technologie seule ne peut répondre au besoin de chaleur décarbonée puisque le passage d’une énergie de stock à une énergie de flux modifie l’organisation du travail.
Objectifs
Les objectifs scientifiques du projet sont de :
- Mesurer les performances thermiques du concentrateur développé par EMS/EMS focus et installé sur le site de la brasserie La Braxéenne.
- Développer le logiciel libre Solstice pour calculer le productible énergétique d’un concentrateur solaire et le logiciel libre Stardis pour calculer les pertes thermiques.
- Étudier l’ancrage de la technique de production de chaleur solaire dans le contexte spécifique le la brasserie La Braxéenne avec une approche en Sciences Humaines et Sociales.
- Évaluer les impacts environnementaux de cette solution innovante alternative en comparaison avec la solution actuelle par une Analyse de Cycle de Vie (ACV).
- Mesurer les performances à plus haute température pour étendre la gamme d’utilisation.
- Penser le futur passage à l’échelle de la filière brassicole et l’ouverture vers d’autres artisanats solaires.
Déroulement
Le projet est divisé en 5 lots :
- Lot 1 : coordination du projet
- Lot 2 : création d’un outil de calcul du productible énergétique. C’est le partenaire Meso Star, développeur du logiciel libre Solstice qui sera en charge d’implémenter cette fonctionnalité. De plus, un post-doctorant développera un modèle thermique simulé avec le logiciel libre Stardis pour calculer les pertes thermiques par les méthodes de Monte Carlo.
- Lot 3 : fabrication, installation par EMS et EMS focus d’un démonstrateur de 10m² installé sur le toit de la brasserie La Braxéenne et utilisé par les brasseurs. Ce démonstrateur permettra de mesurer expérimentalement les pertes thermiques et de confronter les résultats au modèle du lot 2.
- Lot 4 : étude des clefs socio-techniques et de l’impact socio-environnemental d’une transition vers l’énergie solaire thermique à concentration par le laboratoire TREE. Cette étude des changements de pratique, des freins et des succès sera menée par un chercheur en Sciences Humaines et Sociales. L’étude sera complétée par une analyse de cycle de vie qui compare les impacts avant et après installation du concentrateur solaire.
- Lot 5 : passage à l’échelle de la filière et projection vers d’autres besoins à plus haute température pour viser d’autres applications artisanales que la brasserie. Ce lot sera complété par le développement de l’outil libre d’aide à la décision SBKtool porté par le partenaire IRD.
Résultats attendus : Innovation, économique, sociaux et environnement
Les résultats attendus sont :
- Le développement d’un modèle physique - thermique, rayonnement et mécanique des fluides- couplé et résolu par un solveur Monte Carlo et valorisation scientifique.
- Le développement des trois logiciels libres pour le dimensionnement et l’aide à l’implantation d’autres installations solaires.
- La validation du fonctionnement du démonstrateur solaire, de sa bonne utilisation et du déploiement chez d’autres artisans en analysant les freins et les succès.
- Une mesure de la réduction des impacts environnementaux.
- Le développement économique des trois partenaires industriels : 3 à 5 emplois directs et indirects, augmentation du chiffre d’affaire...
Applications et valorisations
- Les résultats scientifiques en Sciences de l’ingénieur et en Sciences Humaines et Sociales seront publiés dans des journaux scientifiques à comité de lecture et déposés sur la plateforme de science ouverte HAL. Les résultats seront présentés lors de conférences nationales et internationales.
- Les logiciels développés seront documentés et déposés sur un dépôt librement accessible.
- Le démonstrateur solaire sera amélioré et commercialisé pour permettre à des artisans de réduire leur dépendance au gaz.
Coordinateur et partenaires
Coordinateur
- Simon Eibner
Partenaires
- IMT Mines Albi, laboratoire RAPSODEE
- EMS focus
- EMS
- Université de Pau et des pays de l’Adour, laboratoire TREE
- Institut de Recherche pour le Développement, laboratoire EspaceDEV
- Meso Star
Localisation du terrain d’étude
- Régions Occitanie et Nouvelle Aquitaine (Montpellier, Albi, Toulouse, Pau, Pujaudran)
Détails du projet (dates, durée, montants)
- Début de projet : mars 2026
- Durée : 36 mois
Montant total du projet : 572 k€
Montant de l’aide ADEME : 299 k€