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HAL Id: tel-01207191 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01207191 Submitted on 30 Sep 2015 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Analyse, conception et expérimentation de procédés de stockage thermique résidentiel de longue durée par réaction thermochimique à pression atmosphérique Foivos Epameinondas Marias To cite this version: Foivos Epameinondas Marias. Analyse, conception et expérimentation de procédés de stockage ther- mique résidentiel de longue durée par réaction thermochimique à pression atmosphérique. Thermique [physics.class-ph]. Université Grenoble Alpes, 2015. Français. NNT : 2015GREAI007. tel-01207191 1 THÈSE Pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE GRENOBLE Spécialité : MECANIQUE DES FLUIDES, PROCEDES, ENERGETIQUE Arrêté ministériel : 7 août 2006 Présentée par Foivos Epameinondas MARIAS Thèse dirigée par Didier MARSACQ et codirigée par Philippe PAPILLON et Gwennyn TANGUY préparée au sein du Laboratoire des systèmes thermiques LETh – CEA Grenoble/LITEN/DTS dans l'École Doctorale I-MEP2 Analyse, conception et expérimentation de procédés de stockage thermique résidentiel de longue durée par réaction thermochimique à pression atmosphérique Thèse soutenue publiquement le 29 Janvier 2015, devant le jury composé de : M. Marc FRERE Professeur des Universités, Université de Mons, Rapporteur M. Frédéric KUZNIK Professeur des Universités, INSA Lyon, Rapporteur Mme. Elena PALOMO DEL BARRIO Professeur des Universités, Université Bordeaux I / I2M (TREFLE), Examinateur M. Pierre NEVEU Professeur des Universités, Université de Perpignan / PROMES, Examinateur M. Julien HEINTZ Ingénieur, CLIPSOL, Examinateur M. Didier MARSACQ HDR, Cap Gemini, Examinateur M. Philippe PAPILLON Docteur, CEA, Examinateur Mme. Gwennyn TANGUY Ingénieur, CEA, Examinateur 2 Remerciements 3 Remerciements Je voudrais tout d’abord remercier mon directeur de thèse Didier Marsacq qui a accepté de diriger cette thèse sans oublier son aide précieuse au départ de ce travail quand des difficultés administratives entre autres avaient soudainement et contre toutes attentes apparues. Je tiens également à remercier Patrice Tochon de m’avoir accueilli au sein de son laboratoire (LETh), de m’avoir donné les moyens nécessaires ainsi que ses conseils scientifiques quand j’ai eu besoin, pour mener à bien cette thèse. Je tiens à exprimer aussi mes remerciements les plus profonds à Gwennyn Tanguy et à Philippe Papillon, mes deux encadrants au CEA. J’aimerais remercier Gwennyn pour la confiance qu’elle m’a accordée et l’honneur de m’avoir proposé ce sujet de doctorat. J’ai travaillé au quotidien durant cette période avec Gwennyn et elle a toujours était plus que disponible pour échanger et proposer ses compétences scientifiques dans le but de m’aider au déroulement de mes travaux. Ses remarques sur le fond et sur la forme étaient toujours très pertinentes. Ses commentaires et ses corrections étaient également cruciaux pour l’amélioration du manuscrit de doctorat. Philippe, moins disponible au quotidien, à cause de ses responsabilités au sein du laboratoire, était toujours là pour me conseiller avec sa formidable faculté d’analyse et sa vision toujours très pertinente à la fois sur mon projet et sur le domaine du solaire thermique en général. Je voudrais aussi remercier Philippe pour sa disponibilité au moment des relectures de mon manuscrit et pour ses remarques qui m’ont permis de l’améliorer. J’aimerais aussi les remercier tous les deux pour les échanges que nous avons eu à l’extérieur du cadre professionnel sur des sujets divers et variés. Mes plus vifs remerciements sont adressés à mon jury de thèse pour avoir accepté de poser un regard critique sur mon travail et pour leur temps précieux qu'ils m’ont consacré, en commençant par M. Pierre Neveu qui m’a fait l’honneur de présider mon jury de thèse et apporter son regard critique sur mon travail. Merci à M. Marc Frère et à M. Frédéric Kuznik pour leur travail de rapporteur. Leurs remarques étaient très importantes pour la préparation de ma soutenance de thèse et pour l’avancement de ce travail. Merci également à Mme Elena Palomo Del Barrio et à M. Julien Heintz, examinateurs, pour leurs remarques très constructives lors de ma soutenance. Ces travaux n’auraient pu se dérouler sans l’apport financier du CEA. J’aimerais remercier le CEA et ses divisions internes DRT, LITEN, DTS, LETh de m'avoir donné l’occasion de travailleur au sein de la maison sur le site de l’Institut National de l’Energie Solaire (INES) et d’avoir eu pleinement droit aux prestations CEA. J’aimerais remercier Joël Wyttenbach, ingénieur du LETh/INES qui m’a beaucoup aidé à la conception du premier banc aéraulique et qui intervenait à chaque fois qu’il y avait une panne sur le banc aéraulique MATHER. J’aimerais également remercier Jean-Francois Fourmigué, responsable de la filière stockage au sein du LETh pour son aide autour de la construction de mon modèle numérique. Jean-Francois était disponible à chaque fois que j’ai eu besoin de le consulter. Je voudrais aussi le remercier pour ses remarques sur les chapitres 3 et 5 du manuscrit. Ses Remerciements 4 commentaires m’ont beaucoup aidé à améliorer le manuscrit. Je voudrais aussi remercier Sylvie Rougé du LETh à Grenoble avec qui j’ai beaucoup échangé au début de la thèse et qui m’a aidé à avoir des contacts avec d’autres laboratoires du CEA pour effectuer certains essais préliminaires. Je tiens également à remercier Pierre Pardo, collègue doctorat du LETh à Grenoble à l’époque, docteur aujourd’hui, pour les très fructueux échanges que nous avons eus. Le sujet de Pierre était en quelque sorte mon « alter ego haute température pour les applications industrielles avec une technologie à lit fluidisé ». Je voudrais également remercier Kokouvi Edem N’TSOUKPOE doctorant au début de ma thèse, docteur aujourd’hui avec qui j’ai échangé au début de mon parcours. Je tiens à exprimer aussi mes remerciements les plus profonds à Fabien Bruyant et à Franck Halladjan, techniciens au laboratoire. Sans leur aide et leur contribution, mon montage expérimental, l’enregistrement de mes données expérimentaux et le déroulement de mes essais ne seraient pas possibles. A chaque fois qu’il y avait une panne sur le banc aéraulique MATHER, ils étaient présents pour résoudre le problème. Les techniciens au sein d’un laboratoire de recherche ont une place très particulière, puisqu’ils font une très grande partie du travail qui consiste à la partie invisible mais en général n’ont pas la reconnaissance équivalente. Pour cette raison je tiens à les remercier du plus profond de mon cœur pour leur contribution, sans oublier bien évidement les innombrables discussions personnelles, sérieuses et en même temps humoristiques que nous avons eues et en particulier avec Fabien. J’aimerais aussi remercier mes collègues de bureau, Laure Deschaintre, Nathalie Dupassieux et Amine Larzak. Ensemble, nous avons partagé un bureau très froid en hiver mais un quotidien très agréable qui aide au déroulement du travail. Surtout avec Nathalie, nous avons échangé sur mon sujet puisqu’elle a travaillé sur des réactions solide/gaz mais aussi autour des questions artistiques. Je voudrais également remercier l’ensemble du personnel du LETh qui m’a accompagné durant toutes ces années, Monique pour tous les problèmes administratifs, François, Cédric, Hélène, Michael, David, Fred, Geronimo, Olivier, Christine, Bernard, Delphine, Jean-François, Marco, François, Valerie, Pierre, Antoine et les techniciens Jérémy, Nans, Arnaud et Romain. Sans oublier Martin, collègue au LETh et aussi collègue de l’école d’ingénieur grâce à qui et complètement par hasard un vendredi soir en jouant au football au gymnase du Madrillet en début de la cinquième année de l’INSA j’ai appris l’existence d’un laboratoire qui travaille sur le stockage solaire thermique et le lendemain j’ai reçu l’offre de stage par le service de stage de l’INSA. J’aimerais aussi remercier toutes et tous les stagiaires qui sont passés au laboratoire durant cette période pour les discutions qu’on a pu avoir à table à midi et à l’extérieur du laboratoire. J’ai une pensée particulière pour les stagiaires de ma promotion et surtout pour Thomas et Rémi qui m’ont beaucoup aidé à m’intégrer sur Chambéry. Une pensée particulière également pour Xavier et Jean-Baptiste, stagiaires d’autres promotions. Je voudrais aussi remercier d’autres collègues de l’INES issus d’autres laboratoires comme Charles, Christophe, Anis, Jean-Paul, Lotfi, Bruno, Stéphane et Guillaume Remerciements 5 avec qui j’ai beaucoup échangé et discuté et/ou joué au football ainsi que tous les membres de l’association des doctorants et des stagiaires de l’INES AP’INES. Toutes ces personnes ont rendu le quotient durant la thèse encore plus agréable. Le doctorat est en réalité l’accomplissement d’un long parcours éducatif et personnel et constitue la fin d’un cycle dans la vie et le début d’un autre. J’aimerais remercier tous mes professeurs durant ma scolarité parce que chacun a mis sa contribution à mon parcours éducatif. Bien évidement, je ne peux pas les citer toutes et tous mais j’ai une pensée particulière pour les professeurs du Lycée Franco-hellénique d’Athènes, pour Giorgis Dimakopoulos qui est décédé en 2004 et surtout pour Marie- Hélène et Franck qui m’ont beaucoup encouragé, aidé et littéralement poussé à venir faire mes études en France. Une uploads/Geographie/ marias-2015-archivage.pdf