WEBVTT

1
00:00:17.340 --> 00:00:20.320
Le stockage thermique à
chaleur latente est un stockage

2
00:00:20.520 --> 00:00:24.230
qui est encore adapté aux
sources d'énergie notamment

3
00:00:24.430 --> 00:00:28.050
thermiques, que ce soit
la biomasse issue de la

4
00:00:28.460 --> 00:00:31.330
combustion soit du solaire
une fois converti en chaleur

5
00:00:31.810 --> 00:00:34.840
et partiellement adapté aux
problématiques de protection ou

6
00:00:35.370 --> 00:00:39.250
d'optimisation de procédés notamment 
procédés à énergie renouvelable.

7
00:00:39.670 --> 00:00:42.910
Alors, le principe est
différent du principe de stockage

8
00:00:43.110 --> 00:00:45.700
à chaleur sensible puisque
là, on va stocker la chaleur

9
00:00:46.030 --> 00:00:49.720
avec un changement
d'état de la matière utilisée.

10
00:00:50.290 --> 00:00:53.350
Soit un changement d'état
liquide/solide comme dans le

11
00:00:53.550 --> 00:00:56.080
cas des glaçons que
l'on utilise à la maison.

12
00:00:56.280 --> 00:01:00.010
Soit un changement d'état
liquide/vapeur, quelque part c'est

13
00:01:00.210 --> 00:01:02.180
ce que l'on fait aussi l'été
quand on a trop chaud et que

14
00:01:02.380 --> 00:01:06.060
l'on se place de l'eau sur
la peau qui s'évapore et qui

15
00:01:06.260 --> 00:01:09.580
va prendre de la chaleur sur 
son support, donc stocker quelques

16
00:01:09.780 --> 00:01:12.710
part de la chaleur en elle-même 
intrinsèquement et nous rafraîchir.

17
00:01:13.140 --> 00:01:16.130
Voilà, donc deux grands modes
de stockage à chaleur latente:

18
00:01:16.340 --> 00:01:18.800
Le stockage à chaleur
latente liquide / solide, le plus

19
00:01:19.000 --> 00:01:20.210
utilisé d'ailleurs et de très loin ;

20
00:01:20.670 --> 00:01:23.350
Et le stockage à chaleur
latente liquide/vapeur, moins

21
00:01:23.550 --> 00:01:26.660
utilisé parce que, comme la
vapeur occupe un volume très

22
00:01:26.860 --> 00:01:28.740
important, c'est
assez difficile à gérer.

23
00:01:29.100 --> 00:01:30.480
Mais ce n'est pas impossible.

24
00:01:31.160 --> 00:01:35.690
Alors, quels sont les avantages
de cette technique de stockage?

25
00:01:35.890 --> 00:01:39.030
Tout d'abord, comparé au
stockage en chaleur sensible, ça

26
00:01:39.230 --> 00:01:41.540
permet de stocker des
quantités beaucoup plus importantes

27
00:01:42.150 --> 00:01:44.150
d'énergie par quantité de matière.

28
00:01:44.670 --> 00:01:46.680
Ensuite, un autre
avantage par rapport à la chaleur

29
00:01:46.780 --> 00:01:48.660
sensible, c'est qu’autant
la chaleur sensible nécessite

30
00:01:49.400 --> 00:01:52.460
des grosses variations de
température entre le stockage

31
00:01:52.660 --> 00:01:55.750
et le déstockage, la chaleur
latente permet de travailler

32
00:01:56.150 --> 00:01:58.860
à un Δt, une différence de
température beaucoup plus

33
00:01:59.060 --> 00:02:03.720
réduite puisque le
stockage lui-même, lorsqu'on a les

34
00:02:03.920 --> 00:02:06.370
deux phases en présence, se
fait à température quasi constante.

35
00:02:06.610 --> 00:02:07.370
Pourquoi ?

36
00:02:07.570 --> 00:02:09.760
Tout simplement à cause de
la règle des phases de la

37
00:02:09.960 --> 00:02:13.000
thermodynamique qui stipule
que dès lors que la pression

38
00:02:13.200 --> 00:02:16.800
est imposée, si l'on a
deux phases, et bien l'autre

39
00:02:17.000 --> 00:02:18.940
variable qui est la
température est imposée elle-même au

40
00:02:19.060 --> 00:02:20.590
moins pour les corps
purs et les eutectiques.

41
00:02:21.000 --> 00:02:25.270
Et donc le stockage, lorsque
l'on est en mode de chaleur

42
00:02:25.470 --> 00:02:29.160
latente avec deux phases en
présence - liquide, solide

43
00:02:29.360 --> 00:02:31.400
par exemple -, se fait à
température quasi constante.

44
00:02:31.950 --> 00:02:35.270
Quasi constante puisque, il
y a quand même une nécessité

45
00:02:35.470 --> 00:02:38.210
de transférer la chaleur et
donc là on a des gradients de

46
00:02:38.300 --> 00:02:39.860
température qui
s'installent dans le système.

47
00:02:41.260 --> 00:02:44.230
Donc c'est quand même un
avantage intéressant puisque ce

48
00:02:44.430 --> 00:02:47.540
stockage va permettre non
seulement de stocker de la

49
00:02:47.740 --> 00:02:50.460
chaleur, mais d'imposer une
température intrinsèquement,

50
00:02:50.800 --> 00:02:53.300
une température qui est
spécifique du corps utilisé.

51
00:02:53.760 --> 00:02:55.810
Donc on voit bien là
l'intérêt par rapport aux

52
00:02:56.010 --> 00:02:58.750
problématiques de
protection thermique, lorsqu'on a des

53
00:02:58.950 --> 00:03:01.530
équipements qui sont fragiles
par rapport à la température.

54
00:03:01.730 --> 00:03:03.410
Une puce électronique par
exemple ne peut pas monter

55
00:03:03.610 --> 00:03:05.820
au-delà d'une certaine
température, lorsqu'elle

56
00:03:06.020 --> 00:03:09.000
fonctionne, elle chauffe,
il suffit - c'est vite dit -,

57
00:03:09.200 --> 00:03:11.720
mais il suffit en théorie
d'y placer un matériau à

58
00:03:11.920 --> 00:03:14.410
changement de phase
liquide/solide à une température qui

59
00:03:14.610 --> 00:03:18.260
correspond à sa limite haute
en température et dès que la

60
00:03:18.460 --> 00:03:20.780
puce électronique va monter
en température, elle va être

61
00:03:21.000 --> 00:03:23.370
bridée et protégé par ce
matériau à champ de phase.

62
00:03:23.790 --> 00:03:26.870
On va faire exactement la
même chose pour les récepteurs

63
00:03:27.070 --> 00:03:30.880
des centrales solaires à
concentration où là aussi,

64
00:03:31.080 --> 00:03:33.260
souvent, lorsque l'on est
sur des centrales à tour à

65
00:03:33.460 --> 00:03:35.850
haute température, dans
les 800°C par exemple, le

66
00:03:36.050 --> 00:03:39.300
matériau utilisé a des
propriétés qui se dégradent

67
00:03:39.500 --> 00:03:42.070
au-delà d'une certaine
température et on va placer

68
00:03:42.660 --> 00:03:45.540
derrière le récepteur un
stockage à chaleur latente qui

69
00:03:45.740 --> 00:03:47.650
va brider en température le système.

70
00:03:48.950 --> 00:03:51.610
Alors, l’avantage, c'est
que la gamme de températures

71
00:03:51.810 --> 00:03:54.380
possibles est très large, ça
peut aller des températures

72
00:03:54.580 --> 00:03:56.840
négatives (donc c'est
utilisé aussi en froid alimentaire

73
00:03:57.040 --> 00:03:59.780
et en congélation),
jusqu'aux très hautes températures,

74
00:04:00.000 --> 00:04:04.000
jusqu'à plusieurs milliers
de degrés et selon le matériau

75
00:04:04.200 --> 00:04:06.530
que l'on utilise - ça peut
être des solutions salines, ça

76
00:04:06.730 --> 00:04:09.020
peut être des matériaux
organiques comme les paraffines,

77
00:04:10.050 --> 00:04:13.090
ou les corps gras et ça
peut être des sels fondus comme

78
00:04:13.290 --> 00:04:16.770
le sel NaCl de cuisine -,
fond à 800°C et peut être un

79
00:04:17.000 --> 00:04:18.660
matériau de stockage à
ces niveaux de température.

80
00:04:19.310 --> 00:04:22.800
Alors après, ça peut poser
des problèmes de corrosion, de

81
00:04:23.000 --> 00:04:27.140
stabilité au cours du recyclage,
de prix et de toxicité bien entendu.

82
00:04:28.300 --> 00:04:30.740
Alors, dans la vie de tous
les jours, on connaît très

83
00:04:30.940 --> 00:04:32.430
bien ce genre de mode de stockage :

84
00:04:32.630 --> 00:04:35.400
J'ai cité effectivement les
glaçons que l'on utilise pour

85
00:04:35.600 --> 00:04:37.910
nos boissons l’été;
C'est le cas aussi des pains

86
00:04:38.000 --> 00:04:39.620
eutectiques, les pains
bleus que l'on place dans le

87
00:04:39.630 --> 00:04:41.440
congélateur, ce sont des
eutectiques liquides / solides

88
00:04:42.410 --> 00:04:45.060
qui procèdent d'un changement
d'état par changement de phase;

89
00:04:45.490 --> 00:04:48.700
C'est utilisé par des
industriels français, nous avons la

90
00:04:48.900 --> 00:04:53.330
chance en France d’avoir le
leader mondial du froid, donc

91
00:04:53.530 --> 00:04:55.960
du stockage en froid en
chaleur latente qui est Cristopia

92
00:04:56.670 --> 00:04:59.210
et dont la spécialité
c'est d’installer des gros stockages

93
00:04:59.410 --> 00:05:03.550
à chaleur latente liquide/solide 
dans les gratte-ciel en Asie.

94
00:05:03.870 --> 00:05:04.690
Alors pourquoi ?

95
00:05:04.890 --> 00:05:08.420
Tout simplement parce que la
demande en froid pendant la

96
00:05:08.620 --> 00:05:12.830
journée suit la chaleur et
donc avec une courbe cloche

97
00:05:13.450 --> 00:05:16.540
de demande en puissance en
froid, si on installe des

98
00:05:16.740 --> 00:05:21.470
groupes de production de
froid, des climatisations, pour

99
00:05:21.670 --> 00:05:24.880
répondre à cette demande, il va
falloir installer l'équivalent

100
00:05:25.080 --> 00:05:28.550
de la puissance crête
demandée en journée et la plupart

101
00:05:28.620 --> 00:05:30.620
du temps, les groupes froids
vont fonctionner en sous-régime.

102
00:05:30.810 --> 00:05:33.660
Donc au lieu de faire ça,
Cristopia installe des grosses

103
00:05:33.860 --> 00:05:37.000
cuves de stockage en froid à
chaleur latente, installe 50

104
00:05:37.200 --> 00:05:39.670
% du parc en froid que l'on
aurait eu en puissance crête,

105
00:05:40.200 --> 00:05:43.910
fait fonctionner ça la nuit à
tarif avantageux puisque c'est

106
00:05:44.110 --> 00:05:47.530
le tarif de nuit électrique,
stocke pendant toute la nuit

107
00:05:47.730 --> 00:05:49.950
du froid à régime nominal,
donc les groupes fonctionnent

108
00:05:50.150 --> 00:05:54.460
tout le temps de manière
optimale et l'on réduit ainsi la

109
00:05:54.660 --> 00:05:56.900
maintenance et on augmente
leur durée de vie, et pendant

110
00:05:57.100 --> 00:06:01.100
la journée, déstocke ce
froid selon la demande au niveau

111
00:06:01.520 --> 00:06:05.460
des bâtiments climatisés
et ça permet aussi de ne pas

112
00:06:05.660 --> 00:06:07.400
avoir la nuisance du
bruit des groupes froids.

113
00:06:07.730 --> 00:06:09.740
Donc c'est exactement le
même mode de fonctionnement que

114
00:06:09.940 --> 00:06:12.330
le stockage que l'on a en
chaleur sensible dans les

115
00:06:12.530 --> 00:06:14.440
centrales électro
solaires, sauf que là c'est dans le

116
00:06:14.640 --> 00:06:18.450
domaine du froid et bien sûr
applicable au froid que l'on

117
00:06:18.650 --> 00:06:21.150
peut produire par énergie
renouvelable comme par exemple

118
00:06:21.350 --> 00:06:26.160
par production de froid en rayonnement 
radiatif infrarouge nocturne.

119
00:06:27.410 --> 00:06:30.110
Donc c'est un
système de stockage qui est

120
00:06:30.310 --> 00:06:33.080
particulièrement adapté à la gestion 
des procédés, à l'optimisation de

121
00:06:33.280 --> 00:06:36.710
procédés, au contrôle des températures 
et à la protection thermique.

122
00:06:37.240 --> 00:06:39.780
Alors, il y a quand même des
limitations bien entendu et

123
00:06:40.000 --> 00:06:43.010
c'est ce qui explique
d’ailleurs qu’il y a beaucoup moins

124
00:06:43.220 --> 00:06:45.360
de stockage de chaleur
latente industriellement que de

125
00:06:45.560 --> 00:06:48.440
stockage à chaleur sensible.
Les principales limitations,

126
00:06:48.640 --> 00:06:52.010
c'est que souvent on a ce
qu'on appelle de la surfusion,

127
00:06:52.210 --> 00:06:55.660
c’est à dire que la
température de cristallisation et de

128
00:06:55.860 --> 00:06:58.750
solidification du matériau
est quelquefois inférieure à

129
00:06:58.820 --> 00:06:59.800
la température de fusion.

130
00:06:59.910 --> 00:07:00.820
L’eau tout simplement.

131
00:07:01.200 --> 00:07:05.630
L’eau, comme chacun
sait, va fondre à 0°C,

132
00:07:06.070 --> 00:07:09.620
par contre elle va
cristalliser quelquefois à -2, -5,

133
00:07:09.820 --> 00:07:14.300
-12°C selon le

134
00:07:14.560 --> 00:07:17.470
volume utilisé et aussi
selon la pureté de l'eau.

135
00:07:18.090 --> 00:07:21.370
Ce retard à la cristallisation
 pose des gros problèmes

136
00:07:21.460 --> 00:07:22.520
sur le plan technologique.

137
00:07:23.000 --> 00:07:25.370
Autre problème, c'est le
fait que les puissances de

138
00:07:25.570 --> 00:07:28.170
stockage et déstockage ne
sont symétriques, parce que les

139
00:07:28.370 --> 00:07:30.760
conductivités thermiques de
la phase solide et liquide ne

140
00:07:30.960 --> 00:07:31.720
sont pas équivalentes.

141
00:07:32.030 --> 00:07:34.960
Et tous ces
phénomènes-là ont bridé en fait le

142
00:07:35.160 --> 00:07:37.680
développement industriel du
stockage à chaleur latente.

143
00:07:37.720 --> 00:07:39.540
Alors, depuis un
certain nombre d'années, les laboratoires

144
00:07:39.670 --> 00:07:41.620
et les industriels 
développent des matériaux

145
00:07:41.820 --> 00:07:44.070
composites qui vont
certainement permettre d'aller

146
00:07:44.270 --> 00:07:46.590
au-delà de ces problématiques
 et de mieux les intégrer

147
00:07:46.790 --> 00:07:48.400
notamment aux 
énergies renouvelables.