Th.--Sci.--Bordeaux 1, 1984. N°: 804.

Les sources d'électricité renouvelables sont de plus en plus intégrées dans le système électrique, posant des problèmes en termes d'inertie, de fiabilité du réseau et de qualité de l'énergie. La majeure partie de ces sources d'énergie, telles que les éoliennes, sont situées loin des systèmes électriques. Le système de transmission de courant continu haute tension (VSC-HVDC) basé sur un convertisseur de source de tension est idéal pour connecter les parcs éoliens offshore au réseau électrique CA onshore. Depuis plus de 50 ans, les systèmes à courant continu haute tension (HVDC) sont utilisés dans les systèmes de transmission d'énergie. Ce système de transport présente plusieurs avantages, notamment une distribution d'énergie active et réactive découplée, la possibilité d'inverser les flux d'énergie sans ajuster la polarité de la tension et la capacité de fonctionner dans des réseaux électriques vulnérables et indépendants. Outre les avantages mentionnés ci-dessus, les systèmes HVDC sont considérés comme une alternative viable aux systèmes de transmission conventionnels en raison de leur potentiel à transmettre de vastes volumes d'énergie sur de longues distances. En raison de la faible perte de puissance du câble, les technologies HVDC sont idéales pour transporter l'énergie électrique sur de longues distances. Ses principales utilisations comprennent l'interconnexion de réseau non synchrone, le transfert d'énergie électrique à longue distance et la transmission de câbles sous-marins et souterrains. La mise en œuvre d'un réseau hybride AC-HVDC est une étape importante dans le développement des techniques HVDC, car elle conduit à un changement dans la structure du système DC de connexions DC autonomes point à point vers un HVDC multi-terminal (MTDC) système. L'un des types les plus courants de topologies de réseau à courant continu est le VSC-HVDC multi-terminal, qui a plus de deux VSC reliés aux réseaux à courant continu. Seule la technologie VSC, et non la technologie LCC, permet ces types de réseaux HVDC maillés. Cela est dû à la capacité des IGBT à transférer le courant dans les deux sens tout en conservant la même polarité de tension. Le système MTDC est une solution appropriée pour les interconnexions d'énergie propre, et il contribuera à augmenter la stabilité, la flexibilité et les performances du système électrique. Les convertisseurs électroniques de puissance sont utilisés dans les réseaux MTDC pour communiquer avec les systèmes CA et fournir des services de contrôle. Les convertisseurs électroniques de puissance (AC / DC ou DC / DC) joueront sans aucun doute un rôle important pour garantir une stabilité, des performances et une rentabilité élevées du réseau. L'inertie globale du système diminue à mesure que les interconnexions de convertisseurs électroniques de puissance deviennent plus répandues dans le système d'alimentation. Les systèmes de génération d'interconnexion basés sur VSC, tels que les éoliennes, n'ont pas de contribution inertielle par défaut, contrairement aux générateurs synchrones. Une éolienne, par contre, peut être conçue pour fournir une assistance inertielle en ajustant la puissance de sortie pour compenser les conditions du réseau. Plusieurs solutions au manque d'inertie de ces structures à interface électronique ont été proposées. Il est indéniable que les systèmes de stockage d'énergie (SSE) basés sur des convertisseurs de puissance ont la capacité d'améliorer le comportement transitoire du système électrique. La modulation d'une fréquence d'appareil donnée est l'un des objectifs fondamentaux des ESS. L'énergie cinétique contenue dans la masse mobile des éoliennes, le stockage d'énergie par batterie, le stockage d'énergie par air comprimé, le stockage d'énergie par volant, le stockage d'énergie par supercondensateur et le stockage d'énergie magnétique supraconductrice font partie des technologies actuellement proposées. En proposant la technologie MMC pour VSC, l'utilisation de l'énergie stockée dans les stations de conversion devient plus possible car une capacité de stockage d'énergie plus capacitive est disponible dans ce type de convertisseur par rapport à un VSC traditionnel à deux niveaux. L'étude actuelle suggère que les capacités du système HVDC soient utilisées pour améliorer et sécuriser le réseau à courant alternatif du système. Les systèmes de stockage d'énergie (ESS) sont utilisés dans les réseaux MTDC pour surveiller l'électricité, la fréquence, la tension du réseau en courant continu et le partage d'énergie dans diverses conditions, y compris les pannes et les pannes de convertisseur. En résumé, les systèmes électriques sont confrontés à de nouveaux problèmes en raison de la forte pénétration des sources d'énergie renouvelables qui sont connectées au réseau par un convertisseur électronique de puissance. En conséquence, l'augmentation de la connexion de base du convertisseur affecte la fréquence et la stabilité de la tension du système d'alimentation. Les normes de liaison au réseau ont plusieurs objectifs de base, dont l'un est de maintenir la fiabilité globale du système électrique. L'étude actuelle suggère d'utiliser des systèmes de stockage d'énergie (SSE) dans les systèmes HVDC pour augmenter la stabilité du système électrique. Bien que l'utilisation de systèmes de stockage d'énergie (tels que des batteries, des volants d'inertie, des super-condensateurs ou des systèmes d'énergie magnétique supraconducteurs) ait déjà été réalisée pour augmenter l'inrtie du réseau, la combinaison de l'utilisation de systèmes de stockage d'énergie (tels que des batteries, des volants d'inertie, des super-condensateurs, ou systèmes d'énergie magnétique supraconducteurs est quelque peu nouvelle et fascinante dans les réseaux MTDC. Ce concept sera testé sur une variété de systèmes HVDC (point à point, MTDC) pour voir comment l'ESS affecte les différentes caractéristiques du réseau lorsqu'il est connecté via des convertisseurs. / Renewable electricity sources are increasingly being integrated into the power system, posing problems in terms of inertia, grid reliability, and power quality. The bulk of these energy sources, such as wind turbines, are situated far from power systems. The voltage-source converter-based high voltage direct current (VSC-HVDC) transmission system is a good fit for connecting offshore wind farms to the onshore AC power grid. For more than 50 years, high-voltage direct current (HVDC) systems have been used in power transmission systems. This transmission system has several benefits, including decoupled active and reactive power distribution, the ability to reverse power flows without adjusting voltage polarity, and the ability to run in vulnerable and independent power networks. Aside from the benefits mentioned above, HVDC systems are seen as a viable alternative to conventional transmission systems due to their potential to transmit vast volumes of power over long distances. Because of the low cable power loss, HVDC technologies are ideal for transporting electrical power over long distances. Its key uses include nonsynchronous network interconnection, long-distance electrical energy transfer, and underwater and underground cable transmission. Implementing a hybrid AC-HVDC grid is a significant step forward in the development of HVDC techniques, as it leads to a shift in the dc system's structure from point-to-point stand-alone dc connections to a multi-terminal HVDC (MTDC) system. One of the most common types of dc grid topologies is multi-terminal VSC-HVDC, which has more than two VSC linked to the dc grids. Only VSC technology, not LCC technology, allows for these types of meshed HVDC grids. This is due to IGBTs' ability to transfer current in both directions while maintaining the same voltage polarity. The MTDC system is an appropriate solution for clean energy interconnections, and it will help to increase power system stability, flexibility, and equipment performance. Power electronic converters are used in MTDC grids to communicate with AC systems and provide control services. Power electronic converters (AC/DC or DC/DC) will undoubtedly play an important role in ensuring high grid stability, performance, and cost-effectiveness. The overall system inertia is decreasing as power electronic converter interconnections become more prevalent in the power system. VSC-based interconnection generation systems, such as wind turbines, do not have an inertial contribution by default, unlike synchronous generators. By adjusting the power output to adapt to grid circumstances, a wind turbine, on the other hand, may provide inertial support. The problem of inertia reduction in the AC/DC system has been tackled using a variety of methods. To provide frequency support for connected AC grids, these solutions include utilizing the control capability of MTDC systems and Energy Storage Systems (ESSs). It is an undeniable fact that power converter-based Energy Storage Systems (ESSs) have the ability to improve power system transient behavior. The modulation of a given device frequency is one of the basic goals of ESSs. Kinetic energy contained in the moving mass of wind turbines, battery energy storage, compressed air energy storage, flywheel energy storage, supercapacitor energy storage, and superconducting magnetic energy storage are among the technologies currently proposed. By proposing the MMC technology for VSC, using the energy stored in the converter stations is becoming more possible because more capacitive energy storage capability is available in this kind of converter in comparison with a traditional two-level VSC. The current research implies that the HVDC system's capabilities might be used to improve and safeguard the interconnected ac network. Furthermore, Energy storage systems (ESS) are used in MTDC grids to monitor electricity, frequency, dc network voltage, and power-sharing under a variety of conditions, including faults and outages. In a summary, power systems are facing new problems as a result of the high penetration of renewable energy sources that are connected to the grid by a power electronic converter. As a result, the increasing converter base connection affects the power system's frequency and voltage stability. Grid link standards have several basic goals, one of which is to maintain the overall reliability of the power system. To improve power system stability, the present study proposes utilizing the control capacity of MTDC systems and Energy Storage Systems (ESSs) in MTDC systems. The proposed approach enables the VSC converters to provide short-term frequency support for the AC side and improve the DC grid stability. While using energy storage systems (such as batteries, flywheels, super-capacitors, or superconductor magnetic energy systems) to increase grid inertia has been achieved before, the combination of using energy storage systems (such as batteries, flywheels, super-capacitors, or superconductor magnetic energy systems) in MTDC networks is somewhat new and fascinating. This concept will be tested on a variety of HVDC systems (point to point, MTDC) to see how ESS affects the network's various characteristics when connected through converters.

Afin d’enrayer le dérèglement climatique actuel dû à l’utilisation à grande échelle de combustibles fossiles comme source d’énergie, une transition vers des énergies non émettrices de dioxyde de carbone est nécessaire. L’hydrogène, vecteur d’énergie neutre en dioxyde de carbone, pourrait y jouer un rôle important. Cependant, ses propriétés thermodynamiques interdisent de le stocker pur à des pressions modérées dans un volume raisonnable pour alimenter un véhicule. Le stockage solide sous forme d’hydrure métallique semble être une solution prometteuse à ce problème. Les alliages de structure cubique centrée à base de vanadium étant légers comparés aux alliages à base de terres rares étudiés depuis les années 1970, cette thèse a pour objet l’étude des propriétés d’hydrogénation (pression d’équilibre et capacité d’absorption notamment) d’alliages du système Fe Ti–V. Les composés à étudier devant être de structure cubique centrée et la limite de solubilité du fer dans cette phase du système Fe–Ti–V n’étant pas documentée de manière fiable, la première partie du travail a consisté en l’approfondissement des connaissances sur le diagramme d’équilibre grâce notamment à la détermination des sections isothermes à 1000 °C et 1200 °C. Pour cela, des échantillons massifs ont été synthétisés par fusion en four à arc puis recuit en four résistif. Les relations de phases ont été systématiquement analysées par diffraction des rayons X sur poudre et microsonde électronique. Grâce à ces techniques, nous avons pu montrer qu’après recuit à 1000 °C, la limite de solubilité du fer dans un alliage Ti–V dépasse 15 at.% pour tout rapport Ti/V. Lorsque la température de recuit est portée à 1200 °C, cette limite de solubilité dépasse 20 at.% de fer quel que soit le rapport Ti/V < 1. Une réaction quasi-péritectique a également pu être mise en évidence à 1140 °C et une projection de la surface liquidus est proposée, basée sur l’analyse de la microstrucure des échantillons. La seconde partie de notre travail a consisté en l’étude sur banc manométrique des propriétés d’hydrogénation d’échantillons de structure cubique centrée. Il en ressort que la majorité des composés étudiés ont une capacité totale à température ambiante de 1,7H/M, soit 3,4 wt.%, ou 140 g_L-1, la capacité réversible s’élevant à 0,98H/M, soit 1,93 wt.%, ou 82,5 g_L-1 (densité supérieure à celle du dihydrogène liquide) pour l’échantillon de compositionTi10V88Fe2. La dépendance entre l’enthalpie d’hydrogénation et la compositiondes échantillons est linéaire et a été déterminée. On peut ainsi, en fonction de la composition choisie, obtenir des pressions d’équilibre allant de 0,1 bar à plus de 100 bar. Une étude structurale par diffraction des rayons X pour de faibles concentrations en hydrogène a mis en évidence la déformation de la maille cubique en maille quadratique lorsque la quantité d’hydrogène absorbé augmente. La cinétique d’absorption des échantillons de structure cubique centrée est par ailleurs très avantageuse, puisqu’une minute suffit pour que 90% de la capacité totale soit atteinte. En revanche, on observe un ralentissement de la cinétique en fonction du nombre de cycles appliqués. Toutefois, ce type d’alliage reste prometteur pour des applications de stockage de l’hydrogène / In order to stop the current climatic disturbance due to the large scale use of fossilfuels as a source of energy, a transition towards less carbon dioxide emitting energies is necessary. Hydrogen, a carbon dioxide neutral energy carrier, could play an important role. However, its thermodynamic properties prevent from storing it pure under moderate pressure in a reasonable volume in order to feed a vehicle. Metallic hydride storage seems to be a promising solution to this problem. Vanadium based body centered cubic alloys being light compared to rare earth based alloys used since the 1970s, the purpose of this work is the study of the hydrogenation properties (equilibrium pressure and absorption capacity in particular) of Fe–Ti–V system alloys.Since the compounds to be investigated have to take the body centered cubic structure, but the solubility limit of iron in this phase of the Fe–Ti–V system is not reliably documented, the first part of this work consisted in deepening the equilibrium diagram knowledge by determining the isothermal sections at 1000 °C and 1200 °C. With this aim in view, bulk samples were synthesized by arc melting followed by an annealing in a resistive furnace. The phase relations were systematically analysed by means of powder X-ray diffraction and electron probe microanalysis. Thanks to these techniques, we showed that after annealing at 1000 °C, the solubility limit of iron in a Ti–V alloy exceeds 15 at.% for any ratio Ti/V < 1. A quasi-peritectic reaction at 1140 °C could also be evidenced and a liquidus surface projection is proposed, based on microstructural analyses. The second part of this work consisted in the study of the hydrogenation properties of body centered cubic samples. The majority of the studied compounds showed a total capacity at ambient temperature of 1.7H/M, corresponding to 3.4 wt.%, or 140 g_L��1, and the reversible capacity of the sample of composition Ti10V88Fe2 amounts to 0.98H/M, corresponding to 1.93 wt.%, or 82,5 g_L��1 (density higher than that of liquid hydrogen). There is a linear relationship, which was determined, between the alloy compositions and the hydrogenation enthalpy. We can thus, depending on the chosen composition, obtain equilibrium pressures ranging from 0.1 bar to more than 100 bar. A structural study by meansof X-ray diffraction for low hydrogen concentrations pointed out the unit cell distortionfrom body centered cubic to body centered tetragonal by increasing hydrogen concentration. Furthermore, absorption kinetics of the body centered cubic samples is interesting, since 90% of the total capacity is absorbed within one minute. On the other hand, a slowing down of the kinetics is observed when a large number of hydriding – dehydriding cycles is applied. However, this kind of alloy remains promising for hydrogen storage applications

Le travail qui est présenté dans ce document a été réalisé au laboratoire G.3S (Groupement pour l'étude des Structures Souterraines de Stockage) de l'Ecole Polytechnique, à Palaiseau. Le G.3S est un G.I.P. (Groupement d'Intérêt Public) fonctionnant grâce à la réalisation de contrats de recherches industrielles. Ces recherches, à caractère expérimental ou de modélisation numérique, portent pour la plupart sur les roches intéressant le stockage souterrain, de déchets radioactifs en particulier. L'accent est mis sur les différents couplages thermohydromécaniques (THM) susceptibles d'intervenir, au champ proche comme au champ lointain.

En France, la Loi n° 2006-739 du 28 juin 2006 prévoit le stockage réversible profond pour les déchets de haute et moyenne activité à vie longue (HAVL et MAVL). La réversibilité est justifiée principalement par la nécessité de préserver une certaine capacité d'adaptation sur le long terme (au moins cent ans) dans un contexte marqué par de multiples incertitudes. La thèse proposée étudie comment l'approche par les options réelles peut être effectivement appliquée au cas d'un projet de stockage réversible des déchets radioactifs,en l'occurrence celui porté par l'Agence Nationale pour la gestion des Déchets Radioactifs (ANDRA). Différents aspects de la prise de décision relative à ce projet de stockage sont traités à travers trois modèles d'options réelles. Chaque modèle développé met en regard un type d'option réelle : l'option d'échange, l'option d'extension et l'option d'apprentissage. Le premier modèle se concentre sur l'incertitude concernant la valeur d'un colis de déchets radioactifs et son influence sur les options d'échange entre différents niveaux de récupérabilité. Les résultats montrent qu'en raison de multiples options interdépendantes, la réalisation d'une option réelle antérieure (par exemple, fermer les galeries d'accès) peut modifier la valeur des options ultérieures en ce qui concerne la récupération des colis. Puisque les options pour passer à un niveau de récupérabilité plus ou moins aisée sont interdépendantes, elles doivent être évaluées simultanément. Dans le second modèle,l'accent est déplacé sur la construction et l'exploitation progressive du centre de stockage géologique. Le résultat du deuxième modèle montre qu'il peut y avoir une valeur associée au développement progressif de la capacité de stockage en raison de l'incertitude sur la demande de stockage. C'est précisément la valeur de l'option d'extension qui doit être calculée afin de déterminer s'il est économiquement avantageux d'augmenter la capacité de stockage. Le troisième modèle, plus conceptuel, constitue un essai d'ouverture vers de nouvelles voies de recherche sur la valeur de l'option d'apprentissage en présence d'information endogène. La valeur de l'option est analysée en intégrant deux sources d'apprentissages (par la pratique et par l'investissement en R&D). / In France, the Act n° 2006-739 of 28 June 2006 establishes the reversible geological disposal for intermediate and high-level waste (ILWand HLW). The reversibility is mainly justified by the need to preserve some ability to adapt over the long term (at least one hundred years) in a context of multiple uncertainties. The proposed thesis examines how the real options approach can be effectively applied to the French project of reversible geological disposal for the radioactive waste, developed by the National Agency for Radioactive Waste (ANDRA). Different aspects of decision making process are addressed through three real options models. Each model emphasizes a certain type of real option : the switching option, the extension option and the learning option. The first model focuses on the uncertainty about the value of a radioactive waste package and its influence on the switching options between different stages of retrievability. The results show that the reversible project of geological disposal involves a series of compound options (options on options) which may create follow-up opportunities and interactions. For example, realizing an earlier real option (such as closing the galleries of access) can change the value of future options for the retrieval of waste packages. Given these interactions between options, their value must be simultaneously determined. In the second model, the focus is moved to the construction of the geological repository. The result of the second model shows that there may be a value associated with the progressive development of the operating capacity due to the uncertainty on the demand for radioactive waste disposal. This is precisely the value of the extension option which must be calculated to determine whether it is economically advantageous to increase the capacity. The third model, more conceptual, is an attempt to open new avenues of research on the value of the learning option in the presence of endogenous information. The option value is analyzed by integrating two sources of learning (Learning by doing and R & D).

Dans le stockage d'énergie, les alternatives aux énergies fossiles sont peu nombreuses. Le stockage d'énergie dans un condensateur, permet d'atteindre de grande puissances électriques, mais pour une densité d'énergie trop faible. La présente thèse à pour objectif la compréhension des nano-céramiques ferroélectriques afin d'augmenter leur densité d'énergie et de se diriger ainsi vers un super-condensateur céramique. Nous avons développé dans un premier temps un modèle par champs effectif moyen du système core-shell. Une fois introduit dans l'énergie libre de Landau, ce modèle donne une idée de la densité d'énergie d'un système ferroélectrique donné. Les calculs - sur quelques pérovskites courantes - indiquent que la densité d'énergie reste relativement faible. Néanmoins nos calculs montrent que l'on peu optimiser le stockage d'énergie dans de telles céramiques en enrobant des grains de forme allongée comme des disques ou des fils. En outre, ce modèle phénoménologique permet d'expliquer de nombreuses mesures expérimentales sur les céramiques, y compris dans le cas ou s'ajoute de la conductivité et de la relaxation de Maxwell-Wagner. Nous nous sommes tournés par la suite vers une modélisation ab-initio : l'Hamiltonien effectif. La modélisation de nano-système core-shell de BaTiO3 a montré la présence d'un paramètre d'ordre particulier : le moment toroïdale. Ce paramètre d'ordre peut impliquer un comportement diélectrique différent. Introduit dans une description phénoménologique de type Landau, ce dernier est responsable de la disparition de la phase orthorhombique dans BaTiO3. La synthèse de nanoparticules de BaTiO3 de formes cubiques et homogènes, nous a permis de faire une série de mesure. Les mesures MET, RAMAN, RX, diélectriques sur les poudres et les céramiques, suggèrent la présences de transitions de phases générées par la présence d'un paramètre d'ordre similaire à celui observé dans modélisation ab-initio.

Le potentiel de l'énergie solaire comme énergie renouvelable a été largement démontré depuis plusieurs années. Le stockage inter-saisonnier de cette énergie peut être réalisé au moyen d'un nouveau procédé basé sur l'absorption de la vapeur d'eau par une solution saline. L'innovation de ce procédé réside en la cristallisation du sel dans la cuve de stockage pour optimiser les capacités de stockage. Une étude préalable a été réalisée en utilisant le bromure de lithium (LiBr) comme absorbant avec des rendements thermiques très encourageants. Toutefois, son prix élevé ne permet pas d'envisager son utilisation dans un procédé industriel. L'objectif de cette thèse est d'évaluer et de déterminer de nouveaux couples d'absorption potentiellement utilisables industriellement dans ce procédé. Le premier chapitre présente une étude bibliographique des procédés de stockage, plus particulièrement ceux basés sur l'absorption. Les deuxième et troisième chapitres présentent les propriétés thermodynamiques des sels, obtenues par des mesures calorimétriques et de pressions de vapeur, et le calcul des paramètres procédés qui ont conduit au choix du couple de sorption permettant de répondre à l'ensemble des spécifications du procédé. Le quatrième chapitre présente l'étude de l'équilibre solide/liquide/vapeur de ce nouveau couple, pour obtenir l'ensemble des données de base nécessaires pour l'étude de la cristallisation du sel dans l'eau, et sa comparaison avec le couple LiBr/H20. Ce point est présenté dans le dernier chapitre en synergie avec des modélisations CFD des écoulements au sein de la cuve de stockage / The use of solar energy as a renewable energy has been widely demonstrated since many years. Thermal solar energy storage is an interesting way of reducing gas emissions. This storage can be achieved using water vapor absorption-desorption in a binary system with a desiccant salt. The innovation of this project is the crystallization of the salt solution as its temperature falls under the storage temperature to optimize the storage capacity. A previous work was realized using LiBr as absorbent. In spite of its interesting efficiency, two major drawbacks have been underlined: its price and its low storage capacity. This work is dedicated to evaluate and characterize new potential candidates of absorbent usable in the industrial process. The first chapter presents a bibliography report of the various thermal energy processes. The second and third chapters display the thermodynamical properties of the selected binary systems, calculated from calorimetric and vapor pressure measurements, and calculated process parameters which lead to select the new absorbent. The fourth chapter is based on the study of the solid/liquid/gas equilibrium of the new binary system and of LiBr/H20 to characterize the crystallized phases in many different equilibrium states. Finally, the last chapter presents a preliminary study of the CFD modeling of the non-isothermal flow in the storage tank and the suggested geometries tested for the crystallization of KHCOO in the storage tank

Compte tenu du déphasage entre la ressource solaire et son utilisation, il peut être intéressant de valoriser l'excès d'énergie solaire durant l'été en réalisant un stockage longue durée afin de restituer ce surplus d'énergie pendant les périodes de chauffe. Les systèmes thermochimiques solide/gaz sont potentiellement de bons candidats pour le stockage de chaleur intersaisonnier. Ils permettent en effet d'obtenir de fortes densités énergétiques (entre 300 et 500 kWh.m-3 de solide réactif) et de s'affranchir des pertes thermiques au cours du temps (stockage sous forme de potentiel chimique). Ces systèmes sont basés sur un procédé cyclique faisant intervenir une réaction chimique renversable, entre un solide réactif poreux et un gaz réactif (le couple SrBr2/H2O dans notre cas). Cette réaction est endothermique dans un sens et exothermique dans l'autre. Un point clé des systèmes thermochimiques solide/gaz est la conception du lit réactif poreux et du réacteur, siège de la réaction thermochimique. Cette conception doit prendre en compte deux aspects, qui doivent être optimisés : les transferts de masse et de chaleur au sein du solide réactif et la densité énergétique du lit réactif, qui évoluent de manière antagoniste. Pour cela, différents outils ont été mis en place : d'une part différentes modélisations des milieux poreux réactifs sous flux d'air humide ont été élaborées. Ces modèles prennent en compte les transferts de masse et de chaleur à travers le lit poreux réactif. Et d'autre part des caractérisations des transferts de masse dans un lit poreux réactif ont été réalisées. A partir de ces outils, un prototype de stockage thermochimique a été conçu, expérimenté et analysé.

L'utilisation de la réfrigération secondaire permet de réduire l'impact environnemental des systèmes frigorifiques grâce à une réduction de l'utilisation de gaz à effet de serre, néanmoins un tel procédé abaisse l'efficacité des systèmes. Afin de rendre ce procédé plus efficace et viable, l'utilisation de fluide à forte densité énergétique ainsi qu'un couplage avec un dispositif de stockage thermique a été envisagé comme réponse à une problématique industrielle de distribution de froid (climatisation, procédés de refroidissement). Un montage expérimental constitué d'une boucle de circulation et d'un réacteur de formation a été utilisé afin d'évaluer les caractéristiques de charge et décharge d'un réseau utilisant des fluides diphasiques. Cette étude a également permis l'élaboration et la validation de modèles prédictifs (réservoir de stockage, échangeur de chaleur, écoulement) de dynamique de stockage et déstockage pour différents matériaux. Ces modèles ont ensuite été appliqués au cas d'un réseau industriel afin d'étudier l'impact du matériau de stockage choisi sur le dimensionnement du système, sur la consommation énergétique mais aussi sur sa viabilité économique. Ainsi, les résultats ont d'abord montré que l'utilisation d'un dispositif améliorait l'efficacité d'un système et que le retour sur investissement dépendait des scénarios de stockage envisagés. Enfin, une forte dépendance sur le choix du matériau a également été soulevée. / The use of secondary refrigeration can reduce cooling system impact on environment by greenhouse gas reduction, nevertheless this kind of technology reduce the system efficiency. The use of high energetic density and thermal energy storage was considered to improve system efficiency and to answer to industrial cooling process issue (air-conditioning, cooling process or temperature preservation). An experimental set-up composed by a stired tank reactor and circulation loop was used in order to evaluate the charging and discharging dynamic of a cooling district using phase change slurry. This experimental study offers the opportunity to elaborate and validate further models (stirred tank reactor, heat exchanger, flow behavior) to predict the charging and discharging behaviors for various storage materials. Then, these models were used in the case of an industrial system to observe the impact of the storage material or system sizing, energy consumption and economic sustainability. Thus, results show that the impact of the storage device on system energy efficiency and the return on investment depends on storage scenarios. Finally the impact of the chosen material on system efficiency was pointed out.

Dans le domaine aéronautique, l'optimisation du rendement énergétique global, la réduction des masses embarquées et la nécessité de répondre aux besoins énergétiques croissants conduisent à développer de nouvelles technologies et méthodes pour générer l'énergie électrique à bord, pour la distribuer, la convertir et la stocker. Dans cette thèse, des éléments de stockage de l'énergie électrique sont caractérisés dans l'optique d'être modélisés. Parmi les différents systèmes de stockage, présentés dans un état de l'art préliminaire, sont retenus les supercondensateurs et les accumulateurs électrochimiques Lithium-ion polymère, considérés respectivement comme des sources de puissance et d'énergie, à l'échelle de l'application. Ces moyens de stockage sont caractérisés par chronopotentiométrie à courant constant et par spectrométrie d'impédance électrochimique. Les essais sont éffectués dans des conditions expérimentales, définissant le domaine de validités des modèles, en cohérence avec les contraintes de l'application finale. Différents modèles sont alors développés en fonction de leur utilisation : des modèles simples, fonctionnels et suffisants pour la gestion globale d'énergie et des modèles dynamiques, comportementaux et nécessaires pour l'analyse de la qualité du réseau. Ils sont ensuite validés sur des profils de mission. Pour disposer d'un système de stockage performant et en adéquation avec les besoins énergétiques de l'aéronef, une méthode de dimensionnement est proposée, associant des composants de stockage complémentaires. Un gestion fréquentielle des sources est mise en oeuvre de manière à minimiser la masse du système de stockage.