De l’origine multi-échelle des propriétés thermo-radiatives des matériaux architecturés à la conversion décarbonée de l’énergie à haute température
Conf’luence Benoît Rousseau
(UMR CNRS 6607), Nantes
Mardi 25 mars à 10 h 30 • Amphithéâtre Nougaro
La lutte contre le réchauffement climatique impose de repenser les fondements organisant nos vies au quotidien. Sur le plan industriel, un des impératifs est de parvenir à décarboner les opérations liées à la transformation de la matière et à la production de l’énergie. Dès lors que les températures sont élevées (700<T<1800°C), cela impose de quantifier finement la contribution énergétique du rayonnement thermique dont le transport est régi par l’Equation du Transfert Radiatif (ETR). La montée en puissance depuis les années 80 des méthodologies numériques (déterministes, stochastiques) permet d’atteindre aujourd’hui un haut degré de précision dans la résolution de cette équation intégro-differentielle, sous couvert que les propriétés thermo-radiatives la constituant soient connues. Rigoureusement parlant, il est nécessaire de connaitre leur dépendance thermo-spectro-directionnelle.
Je présenterai dans ce séminaire les avancées qui ont permis en France de mieux connaitre ces propriétés pour les matériaux architecturés dont la conception est, elle, aujourd’hui rendue possible par la fabrication additive. Un savoir-faire français s’est ainsi imposé à l’échelon mondial par l’usage notamment de la µ-tomographie X sur synchrotron (ESRF, SLS)[1, 2]. La connaissance de l’image 3D des matériaux est, ici, non seulement le pivot pour quantifier les poids spectraux liés aux mécanismes micro- et méso-scopiques [3] qui agissent sur les propriétés thermo-radiatives mais aussi pour générer numériquement des échantillons synthétiques à texture prescrite [4]. Des lors des lois analytiques pratiques peuvent être proposées à l’ingénieur, lui permettant de gagner en précision dans la conception de nouvelles sources énergétiques à haute température. J’illustrerai mon propos en m’intéressant au cas des absorbeurs solaires volumiques ouverts (ASVO) utilisés pour la conversion solaire – air (1000°C) ou hydrogène (1500°C) [5]. La prise en compte de l’écoulement du fluide caloporteur au sein des milieux poreux constitués par les matériaux architecturés sera abordée et des questions ouvertes, dépassant le cadre strict des ASVO, liées à la quantification de sa contribution radiative seront posées.
