Étude thermodynamique de mélanges à base de co₂ pour la production de chaleur et de froid industriel f/h

Contexte :

Le CO2 est une alternative intéressante pour les systèmes de réfrigération et les pompes à chaleur industrielles, car il ne contribue pas à l’appauvrissement de la couche d’ozone et a peu d’impact sur le réchauffement climatique. De plus, il n’est pas toxique, inflammable ou corrosif.

Cependant, les systèmes de réfrigération au CO2 ont des faibles performances en raison de leur basse température critique, qui peut être inférieure à la température extérieure, ce qui oblige à travailler en régime transcritique (très haute pression > 73 bar).

Afin d’améliorer l’efficacité énergétique des installations au CO2 transcritique, différentes solutions ont été proposées. Parmi ces pistes d’amélioration l’idée de mélanger le CO2 avec des hydrocarbures ou d’autres fluides a attiré l’attention des différents auteurs du domaine.

Dans ce contexte, la R&D d’EDF propose d’analyser différents mélanges présentés dans la littérature, comparer ses performances énergétiques et trouver un mélange prometteur en accord avec la réglementation F-Gas.

Objectif :

L’objectif principal de ce stage est d’identifier un panel de fluides susceptibles d’être mélangés avec le CO₂, en mettant un accent particulier sur les mélanges CO₂/DME et CO₂/propane. Le travail portera également sur l’analyse des performances de deux à trois mélanges jugés les plus prometteurs, afin d’évaluer leur pertinence pour des applications spécifiques dans l’industrie.



Déroulé :

Le travail pourra, à titre indicatif, s’articuler autour des étapes suivantes :

1) Réalisation d’un état de l’art des différents mélanges de fluides utilisés dans les machines thermodynamiques, en distinguant ceux employés pour la production de froid de ceux destinés à la production de chaleur.

2) Analyse thermodynamique comparative des mélanges identifiés, en vue de sélectionner les deux ou trois combinaisons les plus prometteuses sur la base de critères de performance et de faisabilité.

3) Évaluation des performances énergétiques des mélanges retenus, en s’appuyant sur des simulations simples, afin de déterminer leur potentiel d’application dans des systèmes thermodynamiques concrets.



Profil souhaité :

M1/M2 – École d’ingénieur ou équivalent

De formation génie thermique ou des procédés

Une connaissance en machines thermodynamiques et/ou fluides de réfrigération

Compétences souhaitées :

· Curiosité, ouverture d’esprit

· Autonomie, prise d’initiative, dialogue avec des chercheurs de différents domaines d’expertise

· Pragmatisme, esprit critique et rigueur scientifique

· Aptitude reconnue pour l’analyse, la synthèse, la communication

· Anglais de bon niveau, une partie du travail de bibliographie sera en anglais



Durée du stage : 6 mois

Lieu :

EDF R&D Renardières

Av. des Renardières – Écuelles – 77250 Moret-Loing- et-Orvanne