Energy

SOURCES ET GESTION

L’axe transversal « Energie : sources et gestion » rassemble les activités liées à la conception et au développement de procédés et de systèmes énergétiques, à l’amélioration de l’efficacité énergétique, au stockage de l’énergie, ainsi qu’à l’émergence et au déploiement de nouvelles filières (notamment hydrogène et biomasse). Le choix de son intitulé tient compte de la double problématique « Energie pour les procédés » & « procédés pour l’Energie ».

Objectifs généraux de l’axe Energie

L’animation autour ce thème, mise en place en 2012, a démontré clairement qu’il existe un intérêt et une activité soutenue d’une trentaine chercheurs de l’ensemble des départements du laboratoire pour répondre aux enjeux énergétiques actuels. Les thématiques d’études sont :

  • Efficacité énergétique des procédés
  • Biomasse et bio-énergie
  • Vecteur-hydrogène
  • Capture, stockage et valorisation du CO2
  • Matériaux et procédés pour l’énergie
  • Stockage de l’énergie

Efficacité énergétique des procédés

Echelle locale

Optimisation de la dépense énergétique dans les Bioréacteur à Membranes pour le traitement des eaux usées.
González Hernández et al. Desalination and Water Treatment  , 57 (2016) pp. 16363–16375
> Contact : Marion Alliet
> En savoir plus

Projet H2020 High Temperature concentrated solar thermal power plant with particle receiver and direct thermal storage Next-CSP (2016-2021).
> Thèse Florian Sabatier 2016-2021.
> Contact : Renaud Ansart

ANR PRC MUSCATS 2019-2024 (IMFT-LGC-IFPEN) MUlti-Scale modeling of fluidized bed/ebullated bed reaCtors involving Anisotropic parTicleS
> Contact : Renaud Ansart

Forces interparticulaires en lit fluidisé pour la conversion d’énergie. ANR JCJC IPAF (2016-2021),
> Thèse Carlos Montilla 2017-2021.
> Thèse Youssef Badran (Co tutelle Toulouse INP- Ecole Polytechnique de Montréal)
> Contact : Renaud Ansart

Efficacité énergétique des procédés

Echelle site Industriel

Synthèse de réseaux d’échangeurs de chaleur flexibles en contexte de remodelage, AMI  TOTAL ADEME
> Thèse de Lucille PAYET (2018)
> Contacts : Raphaele Théry Hétreux et Gilles Hétreux

Développement d’un formalisme générique dédié à la planification de la chaîne logistique de la chaleur fatale.
> Thèse de Alexandre Leclercq
> Contacts : Raphaele Théry Hétreux et Gilles Hétreux

PlanEner : outil d’aide à la décision pour le pilotage optimal de centrales de production combinée chaleur/électricité participant au marché de l’énergie.
> Thèse de Lise Mallier (2021)
> Contacts : Raphaele Théry Hétreux et Gilles Hétreux

Modélisation et développement d’outils pour l’écoconception  d’un procédé de concentration en industrie laitière : cas de l’évaporation du lait
> Thèse Martial Madoumier, 2016 – Collaboration STLO avec Geneviève Gésan Guiziou, Financement Région Bretagne,
> Contact Catherine Azzaro-Pantel

Efficacité énergétique des procédés

Echelle territoire

Développement de méthodologies génériques pour la conception optimale et durable des parcs hybrides d’énergies renouvelables
> Thèse A. Roth, 2019
> Contact Marianne Boix

Optimisation bi-niveau pour la conception optimale de réseaux de ressources de parcs éco-industriels
> Thèse Manuel Ramos, 2016
> Contact Vincent Gerbaud

ANR GREENSCOPE (2016-2020) : Gestion des Ressources et des Energies pour la Conception Optimale des Parcs Eco-industriels,
> Thèse Florent Mousqué (Début en 2016) : Conception optimale des réseaux d’énergies dans les parcs éco-industriels
> Contact Marianne Boix
> En savoir plus

Analyse de mix électriques pour la détermination d’inventaires électricité pour ACV conséquentielle
> Thèse Cifre Anne Sophie Herbert (EDF)
> Contact Catherine Azzaro-Pantel

Extrapolation des réacteurs millistructurés pour l’implantation de réacteurs intensifiés dans l’industrie chimique
> Thèse de Hanbin Shi
> Contact : Nathalie Raimondi

Traitement in-situ de l’ammoniac dans un réacteur de méthanisation,
> Thèse de Alexandre Boutoute  (démarrée en 2018) – Projet région OCCIMETHA avec la société ARKOLIA Energies
> Contact M. Cabassud

Conception de colonnes intégrées énergétiquement (application : production bioéthanol)
> Contacts : David Rouzineau,  Michel Meyer

Optimisation topologique de solide structuré complexe (application : interne de colonne à distiller )
> Contacts : David Rouzineau, Michel Meyer

ANR MemScO2 – MemScCO2  : Membrane processes in ScCO2 medium for economical supercritical processes (2018-2022)
> Thèse Dihia Chabni (2019-2022)
> Contacts : Jean-Christophe Remigy, Séverine Camy, Jean-Stéphane Condoret
> En savoir plus

Membranes polymères fonctionnalisées par des poly(liquide ionique) et des nanoparticules de palladium : applications au captage de CO2 et aux membranes catalytiques,
> Thèse Y. Gu (2015) Collaboration R. Noble (U. Boulder), M. Gomez (LHFA)
> Contact: JC Remigy

Influence des propriétés d’un réseau polymère sur la synthèse in situ de nanoparticules de palladium : Application aux membranes catalytiques de grande efficacité en chimie fine.
> Thèse M Lopez Viveros. (2018) Collaboration R. Noble (U. Boulder), M. Gomez (LHFA)
> Contact: JC Remigy

Biomasse et bio-énergie

Procédés de conversion thermochimique de la biomasse et des déchets
> Thèses : S. Pecate – M. Morin, S.A Kessas, T. Esteves
> Contact Mehrdji Hémati

Vecteur-hydrogène

Projet Readynov ‘ECO-H2 : développer un électrolyseur à acides faibles à bas coût
> Contact R.Basséguy

Intégration dans un projet collectif ‘Power to gas’. Couplage pour un usage domestique de ENR solaire + électrolyseur de production H2 et brûleur/chaudière à H2
> Contact R.Basséguy

Développement de MEC (microbial electrolysis cell) : couplage de la production d’hydrogène  avec le traitement d’effluents (déchets, eaux usées, matières organiques) intensifiée par une anode microbienne – Projet ERANET ‘WEMET’
> Thèse de Emma Roubaud
> Contact B. Erable

Projet Plus TOCATA : Contacteur Membranaire PhoTOCATAlytique pour la production d’H2
> Contacts : JF Lahitte – Caroline Andriantsiferana

Projet FEDER REACT :  LitHyLowNox, Lit fluidisé pour la combustion de l’hydrogène avec faible émission d’oxydes d’azote.
> Contact : Renaud Ansart

Développement de nouveaux matériaux pour le stockage solide d’hydrogène HYGIE. 2019 – 2022. HYdrogen storaGe in Innovative hybrid matErials.
> Contact Jean-Philippe TORRE

Optimisation multi-objectif de chaînes logistiques hydrogène,
> Thèse de J. Ochoa Robles
> Contact Catherine Azzaro-Pantel

Conception optimale de systèmes énergétiques de type « Power-to-Gas
> These Carrera Guilarte
> Contact Catherine Azzaro-Pantel

Bilevel Optimization of H2 supply chains
> Thèse M. Flores-Perez
> Contact Catherine Azzaro-Pantel

Matheuristcs for energy supply chains: the case of hydrogen
> Thèse Victor Cantu
> Contact Catherine Azzaro-Pantel

Capture, stockage et valorisation du CO2

 Conception de colonnes intégrées énergétiquement (application : captage CO2)

> Contact D. Rouzineau;, M. Meyer

Projet HYDROMINCO : procédé de minéralisation du CO2 dans un broyeur à billes agités. Post doc FERMaT et dépôt ANR PRC.
> Contacts : F. Bourgeois, R. Ansart

Fabrication de modules et de membranes fibres creuses hydrophobes poreuses ou à peau dense pour la capture du CO2 (ANR Cicadi, Amélie, C2B)
> Contact JC Remigy

Etude du transfert de gaz (CO2, O2, …) dans des contacteurs membranaires G/L
> Thèse Paul Bernaert – 2019
> Contact JC Remigy

Membranes nano-catalytiques innovantes duales : capture et transformation intensifiée du CO2 en molécules d’intérêt.
> Thèse Ana Martins Costa 2020-2023
> Défi NOUVEAUX MATERIAUX 2020 CNRS
> Contact JC Remigy, JF Lahitte

Membranes polymères fonctionnalisées par des poly(liquide ionique) et des nanoparticules de palladium : applications au captage de CO2 et aux membranes catalytiques,
> These y GU (2015)
> Contact: JC Remigy

Matériaux et procédés pour l'énergie

Multi-scale modelling and experimental analysis of ALD alumina : interplay of process dynamics, chemistry and interfacial phenomena
> Thèse de G. Gakis, soutenue en oct. 2019
> Contact : H. Vergnes, Brigitte Caussat

Etude du procédé d’oCVD pour déposer des couches minces de polymères conducteurs, application au domaine des OLEDs 
> Thèse de M. Mirabedin, soutenue en oct. 2020
> Contact : H. Vergnes, Brigitte Caussat

Projet FUI RIF (Revêtements Innovants Fonctionnels pour la plasturgie) : «Etude expérimentale et par simulation d’un procédé de dépôt de ZrO2 dopé par CVD sur substrats complexes» Post docs d’A. Jaud et S. Ponton.
> Contacts : H. Vergnes, Brigitte Caussat

Projet de pré-maturation Région Occitanie POLEN « Développement de couches minces de PEDOT par oCVD pour OLEDs innovantes »
> Contacts  : H. Vergnes, Brigitte Caussat

Projet Défi-clé « Hydrogène vert » soutenu par la Région Occitanie SolarHyRem “Innovative solar-active photo-electrodes for coupled H2 production and water remediation”. Post doc en cours de recrutement.
> Contacts : H. Vergnes, Brigitte Caussat

Recyclage des terres rares : programme Européen REE4EU et ANR REPUTER.
> Thèse C Remazeilles. Post Doc A. Calmet (terres rares métalliques comme Nd : pour la production d’aimants permanents( éoliennes) ou entrant dans la fabrication des batteries Li-ions ( Nd, La, Ce, Pr))
> Contacts P. Chamelot, M. Gibilaro, L. Massot

Développement de matériaux d’anodes inerte en milieux chlorures et fluorures fondus.
> Contacts Pierre Chamelot, M. Gibilaro, L. Massot

Remplacer l’anode en carbone consommable qui produit CO2 par une anode inerte qui produit de l’oxygène
> Thèse P. Meyer (2017)
> Contact Pierre Chamelot

CEA Valduc matériau d’anodes inertes pour l’électrolyse en milieux de chlorures fondus
Modélisation des performances d’une batterie « tout solide » constituée d’un électrolyte polymère
> Thèse J. Pertuiset (2019-2022)
> Thèse Sanatou TOE
> Contact T. Tzedakis

Stockage de l'énergie

Augmentation de la capacité de stockage d’une batterie redox flow tout vanadium ;
>Thèse Ranine El-Hage 2017
> Contact Théo Tzédakis

Batteries redox flow : activation des matériaux carbonés d’électrodes
> Thèse Ali Hassan 2017
> Contact Théo Tzédakis

Capture et libération du CO2  par piégeage dans des argiles et gestion électrolytique des cinétiques.
> Thèse Cherif Morcos 2018
> Contact Théo Tzédakis

Pile thermique à bas point de fusion : composition d’un électrolyte sels fondus à bas point de fusion (influence sur la conductivité électrique)

Pile rechargeable pour le stockage électrique en milieux de sels fondus.
> Thèse ORANO (2021-2024),
> Contacts : P. Chamelot, M. Gibilaro, L Massot

Key-words

Procédés énergétiques, biomasse, bio-énergie, hydrogène, minéralisation, stockage d’énergie, matériaux

Animateurs de l’axe Energie

Benjamin Erable et Catherine Azzaro-Pantel

L’axe en bref

chercheurs et enseignants/chercheurs

Industrial and academic references

Academic

LFCR  Pau, Université de Liège, LCC de Toulouse, CIRIMAT, LAPLACE, IMFT, STLO, ADEME

Industriels

Bertin Technologie, 6TMIC, EDF