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Etude, conception et mise en service d’un banc d’essai de pompe à chaleur / Arthur Bilodeau-Lamontagne 

Public ISBD Titre : Etude, conception et mise en service d’un banc d’essai de pompe à chaleur Type de document : Travail de fin d'études Auteurs : Arthur Bilodeau-Lamontagne, Auteur ; Francesco Contino, ; Maxime Pochet, Editeur : ECAM Année de publication : 2022 Note générale : UCL Langues : Français (fre) Index. décimale : TFE - Electromécanique Résumé : Afin de garantir la transition énergétique, il est nécessaire de réduire nos émissions de gaz à effet de serre. Ceci requiert d’intégrer massivement, au sein de notre mix énergétique, des énergies électriques issues de sources renouvelables. Aujourd’hui, 89% de la chaleur basse température produite en Belgique provient de combustibles fossiles, représentant 30% des émissions de gaz à effets de serre (Limpens et al., 2020). Une consommation énergétique plus respectueuse de l’environnement est donc à mettre en place dans ce secteur. L’utilisation de pompes à chaleur (PAC) électriques permettrait d’utiliser cette électricité renouvelable pour d´efossiliser le secteur de la chaleur basse température. De plus, en l’associant avec un stockage thermique, on peut découpler la consommation de chaleur de la consommation d’électricité. De ce fait, on facilite l’intégration des énergies renouvelables, principalement intermittentes (solaire et éolien). Or, l’association entre les pompes à chaleur et les stockages thermiques est un domaine encore peu étudié. Des recherches doivent être menées à ce sujet afin d’évaluer les performances de tels systèmes et d’optimiser leur intégration, et leur fonctionnement. Ce travail de fin d’étude traite de la conception d’un banc d’essai de pompe à chaleur au sein d’un laboratoire de recherche. Etude, conception et mise en service d’un banc d’essai de pompe à chaleur [Travail de fin d'études] / Arthur Bilodeau-Lamontagne, Auteur ; Francesco Contino, ; Maxime Pochet,  . - ECAM, 2022. UCL Langues : Français (fre) Index. décimale : TFE - Electromécanique Résumé : Afin de garantir la transition énergétique, il est nécessaire de réduire nos émissions de gaz à effet de serre. Ceci requiert d’intégrer massivement, au sein de notre mix énergétique, des énergies électriques issues de sources renouvelables. Aujourd’hui, 89% de la chaleur basse température produite en Belgique provient de combustibles fossiles, représentant 30% des émissions de gaz à effets de serre (Limpens et al., 2020). Une consommation énergétique plus respectueuse de l’environnement est donc à mettre en place dans ce secteur. L’utilisation de pompes à chaleur (PAC) électriques permettrait d’utiliser cette électricité renouvelable pour d´efossiliser le secteur de la chaleur basse température. De plus, en l’associant avec un stockage thermique, on peut découpler la consommation de chaleur de la consommation d’électricité. De ce fait, on facilite l’intégration des énergies renouvelables, principalement intermittentes (solaire et éolien). Or, l’association entre les pompes à chaleur et les stockages thermiques est un domaine encore peu étudié. Des recherches doivent être menées à ce sujet afin d’évaluer les performances de tels systèmes et d’optimiser leur intégration, et leur fonctionnement. Ce travail de fin d’étude traite de la conception d’un banc d’essai de pompe à chaleur au sein d’un laboratoire de recherche.

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Experimental and numerical investigation of a retrofitted Organic Rankine Cycle towards its integration into a Carnot Battery / Mattéo HAUGLUSTAINE 

Public ISBD Titre : Experimental and numerical investigation of a retrofitted Organic Rankine Cycle towards its integration into a Carnot Battery Type de document : Travail de fin d'études Auteurs : Mattéo HAUGLUSTAINE, Auteur ; Francesco Contino, ; Benjamin Berger, Editeur : ECAM Année de publication : 2024 Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Production d'énergie Index. décimale : TFE - Electromécanique Résumé : La transition vers des systèmes énergétiques durables nécessite des solutions innovantes pour le stockage et la conversion de l'énergie. Parmi celles-ci, les batteries Carnot émergent comme une technologie prometteuse pour l'intégration de sources d'énergie renouvelable variable dans le réseau électrique et le couplage entre chaleur et électricité. Elles fonctionnent sur les principes de base de la thermodynamique pour stocker l'énergie électrique excédentaire sous forme de chaleur, pouvant ensuite être reconvertie en électricité. Un composant clé dans les batteries Carnot à basse température est le cycle de Rankine organique (ORC), efficace pour convertir l'énergie thermique des sources de chaleur de basse à moyenne température en travail utile. Ce travail de fin d'études présente une étude expérimentale et numérique d'un ORC, visant à évaluer sa compatibilité et ses performances au sein d'un système de batterie Carnot. Le modèle numérique est conçu pour prédire les performances de l'ORC dans divers états opérationnels, fournissant une compréhension nécessaire à sa caractérisation expérimentale efficace. En parallèle des efforts numériques, le TFE mène une série de tests expérimentaux pour évaluer l'ORC dans des conditions dites "off-design". De telles conditions sont essentielles pour comprendre les défis pratiques et les comportements de l'ORC lorsqu'il est intégré dans une batterie Carnot, où des sources de chaleur variables sont envisageables. De plus, la composante expérimentale enrichit le modèle de données empiriques, cruciales pour l'affiner et améliorer sa précision prédictive. En abordant à la fois les aspects théoriques et pratiques de l'ORC dans un contexte de batterie Carnot, cette recherche apporte une contribution au développement technologique de la machine et à son optimisation ultérieure pour une meilleure intégration de la technologie ORC dans les solutions de stockage d'énergie futures. Les résultats de ce travail pourraient ainsi informer la conception et l'exploitation de batteries Carnot plus efficaces, soutenant une transition plus fluide vers les infrastructures énergétiques renouvelables. Experimental and numerical investigation of a retrofitted Organic Rankine Cycle towards its integration into a Carnot Battery [Travail de fin d'études] / Mattéo HAUGLUSTAINE, Auteur ; Francesco Contino, ; Benjamin Berger,  . - ECAM, 2024. Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Production d'énergie Index. décimale : TFE - Electromécanique Résumé : La transition vers des systèmes énergétiques durables nécessite des solutions innovantes pour le stockage et la conversion de l'énergie. Parmi celles-ci, les batteries Carnot émergent comme une technologie prometteuse pour l'intégration de sources d'énergie renouvelable variable dans le réseau électrique et le couplage entre chaleur et électricité. Elles fonctionnent sur les principes de base de la thermodynamique pour stocker l'énergie électrique excédentaire sous forme de chaleur, pouvant ensuite être reconvertie en électricité. Un composant clé dans les batteries Carnot à basse température est le cycle de Rankine organique (ORC), efficace pour convertir l'énergie thermique des sources de chaleur de basse à moyenne température en travail utile. Ce travail de fin d'études présente une étude expérimentale et numérique d'un ORC, visant à évaluer sa compatibilité et ses performances au sein d'un système de batterie Carnot. Le modèle numérique est conçu pour prédire les performances de l'ORC dans divers états opérationnels, fournissant une compréhension nécessaire à sa caractérisation expérimentale efficace. En parallèle des efforts numériques, le TFE mène une série de tests expérimentaux pour évaluer l'ORC dans des conditions dites "off-design". De telles conditions sont essentielles pour comprendre les défis pratiques et les comportements de l'ORC lorsqu'il est intégré dans une batterie Carnot, où des sources de chaleur variables sont envisageables. De plus, la composante expérimentale enrichit le modèle de données empiriques, cruciales pour l'affiner et améliorer sa précision prédictive. En abordant à la fois les aspects théoriques et pratiques de l'ORC dans un contexte de batterie Carnot, cette recherche apporte une contribution au développement technologique de la machine et à son optimisation ultérieure pour une meilleure intégration de la technologie ORC dans les solutions de stockage d'énergie futures. Les résultats de ce travail pourraient ainsi informer la conception et l'exploitation de batteries Carnot plus efficaces, soutenant une transition plus fluide vers les infrastructures énergétiques renouvelables.

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