Assas Recherche | Les cycles à base de CO? supercritique et la production d’électricité

Les cycles à base de CO? supercritique et la production d’électricité (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Molière Michel

Molière, Michel

Nom

Molière

Prénom

Michel

Nationalité

Français

Date de soutenance : 21-12-2023

Directeur(s) de thèse : Privat Romain

Privat, Romain

Nom

Privat

Prénom

Romain

- Jaubert Jean-Noël

Jaubert, Jean-Noël

Nom

Jaubert

Prénom

Jean-Noël

Etablissement de soutenance : Université de Lorraine

Université de Lorraine

Nom

Université de Lorraine

Laboratoire : Laboratoire réactions et génie des procédés

Laboratoire réactions et génie des procédés

Nom

Laboratoire réactions et génie des procédés

Ecole doctorale : École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....)

École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....)

Nom

École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....)

Informations générales

Discipline : Génie des procédés, des produits et des molécules
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Électricité, Thermodynamique, CO?, Efficience, Climat, Turbomachines
Mots-clés :

Électricité -- Production
Dioxyde de carbone supercritique
Thermodynamique
Coût-efficacité
Turbomachines - Construction
Changements climatiques

Résumé : La production thermique d'électricité, qui couvre de nos jours la grande majorité des besoins mondiaux, souffre de son « addiction » aux énergies primaires fossiles. Les centrales électriques modernes ont atteint de hauts niveaux d'efficience énergétique mais leur décarbonation reste un défi ardu. Dans ce contexte, la communauté des électriciens et des chercheurs s'intéresse à des cycles thermodynamiques alternatifs susceptibles d'offrir des gains de rendement substantiels et, idéalement, d'ouvrir des perspectives économiquement viables pour la capture du CO?. A cet égard, les cycles à base de CO? supercritique (ou « cycles sCO? ») présentent des avantages théoriques en termes de rendement. Certains sont susceptibles de capture intégrée du CO?. Le travail de thèse a consisté en une analyse approfondie des avantages et inconvénients des cycles sCO? de Rankine et de Brayton applicables à la production électrique. Cette étude a été placée dans la perspective du changement climatique et a mis un accent particulier sur les possibilités réelles d'application industrielle. A cette fin, les développements concernant les cycles sCO? ont été examinés et évalués de manière critique, non seulement sous l'angle de la thermodynamique mais aussi sous l'angle de l'ingénierie, pour ce qui concerne la conception des unités de production électrique. Ce travail a confirmé les points forts des cycles sCO? en ce qui concerne, essentiellement, les rendements, la compacité de leurs composants mécaniques et la multiplicité des applications possibles. Toutefois, alors que les propriétés critiques du CO? sont très propices pour concevoir des cycles de Brayton, la valeur relativement basse de sa température critique (31 °C) limite le nombre de sources froides disponibles pour la mise en œuvre de cycles de Rankine, ce qui constitue un gros handicap dans le contexte du changement climatique. Par ailleurs et d'une façon générale, l'industrialisation des composants pose des défis ardus, notamment en ce qui concerne la conception des turbomachines (compresseurs et turbines), le choix de leurs matériaux et le contrôle des fuites de CO?, ce qui explique - vu l'importance des enjeux industriels - l'allocation de fortes subventions publiques et des stratégies de relative discrétion quant aux résultats. L'avenir de cette technologie est lié au succès de projets de développement visant à lever ces verrous technologiques, notamment celui du programme STEP (Supercritical Transformational Electric Power), démarré en 2016.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2023LORR0385
Type de ressource : Thèse