Modélisation Thermodynamique Et Dimensionnement 4e D’une Batterie de Carnot. Application Aux Bâtiments Et Réseaux

**Modélisation thermodynamique et dimensionnement 4E d’une batterie de Carnot. Application aux bâtiments et réseaux**:

- Réf **ABG-128706**
- Sujet de Thèse
- 18/02/2025
- Contrat doctoral
- Centre d'Energétique et de Thermique de Lyon
- Lieu de travail- Villeurbanne - Auvergne-Rhône-Alpes - France
- Intitulé du sujet- Modélisation thermodynamique et dimensionnement 4E d’une batterie de Carnot. Application aux bâtiments et réseaux
- Champs scientifiques- Energie
- Numérique
- Mots clés- Thermodynamique ; stockage d’énergie ; changement de phase ; transfert de chaleur

**Description du sujet**:
Contexte de l’étude:
Afin d’encourager la décarbonation et promouvoir les sources d'énergie renouvelable dans tous les secteurs industriels, le développement de systèmes de stockage d'énergie efficaces est essentiel. Dans ce contexte, l’INSA LYON souhaite développer une plateforme expérimentale de référence - GRID4MOBILITY - associant différents systèmes d’énergie renouvelable, de stockage d’énergie, de production électrique et même de mobilité électrique.
Parmi les technologies de stockage d'électricité à grande échelle les batteries de Carnot présentent un grand intérêt. Leur principe de fonctionnement repose sur le stockage de l'électricité sous forme d'énergie thermique. La phase de charge est effectuée par un cycle de pompe à chaleur (conversion d’électricité en chaleur), et la phase de décharge est réalisée à l’aide d’un moteur thermique (cycle de Rankine par exemple qui permet de convertir la chaleur en électricité).
Travail envisagé:
Le doctorant devra dans un premier temps effectuer une analyse bibliographique des systèmes de stockage de l’énergie. Il se focalisera en particulier sur la batterie Carnot et la batterie électrochimique ; cette dernière servira de système de référence.
Dans un deuxième temps, le doctorant devra modéliser en 0D et en 1D le système global faisant intervenir l’ensemble des composants : pompe à chaleur, stockage de chaleur thermochimique, cycle organique de Rankine (ORC). Une analyse de sensibilité sera alors menée afin de mieux comprendre l’impact des différentes grandeurs thermodynamiques sur l’efficacité globale du procédé.
différents supports expérimentaux. Ce cadre servira alors au dimensionnement de la batterie Carnot qui sera issue du modèle numérique développé dans la partie précédente. Ce dimensionnement se fera notamment au travers d’une analyse 4E : Energétique, Exergétique, Environnementale et Economique. La batterie electrochimique servira de point de référence dans cette analyse.

**Prise de fonction**:

- 01/09/2025

**Nature du financement**:

- Contrat doctoral

**Précisions sur le financement**:

- Pas encore obtenu. Prévoir une soutenance orale des travaux de Master recherche

**Présentation établissement et labo d'accueil**:

- Centre d'Energétique et de Thermique de Lyon

Les problématiques abordées relèvent de:
la physique des transferts thermiques
Il s’agit de comprendre les phénomènes régissant les transferts de chaleur ainsi que leurs couplages, aux différentes échelles de longueur, de temps ou de température et par tous les modes de transfert (convection, conduction, rayonnement, changement de phase).

la thermique dans les systèmes complexes et leur efficacité énergétique
Les sujets traités concernent notamment la thermique dans le bâtiment ou dans les systèmes énergétiques (systèmes frigorifiques, moteurs et chambres de combustion, systèmes solaires,).

les procédés gouvernés par les transferts thermiques
L'impact des phénomènes thermiques sur certains procédés, notamment en plasturgie, est étudié en détail.

Le personnel du laboratoire est composé d'environ 115 personnes. La dernière évaluation quinquennale du laboratoire a eu lieu en 2020 (lien vers le résumé).

**Site web**:
**Intitulé du doctorat**:

- MÉCANIQUE, ÉNERGÉTIQUE, GÉNIE CIVIL, ACOUSTIQUE

**Pays d'obtention du doctorat**:

- France

**Etablissement délivrant le doctorat**:

- INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON- 18/04/2025