Conception et dimensionnement d’une turbine par couplage mécanique de l’énergie solaire et éolienne de manière synergique : L’Éolienne-Solaire Thermique Turbine Cyclonique (ESTTC)

Design and sizing of a turbine by mechanical coupling of solar and wind energy in a synergistic manner : The Wind-Solar Thermal Cyclonic Turbine (ESTTC)

• Auteur / Autrice : Kiliann Borel
• Direction : Ted Soubdhan, Nicolas Ugolin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mecanique des fluides, energetique, thermique, combustion, acoustique
• Date : Soutenance le 19/07/2024
• Etablissement(s) : Antilles
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Dynamique des environnements dans l'espace Caraïbes-Amériques (Pointe-à-Pitre ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire de recherche en géosciences et énergies (Pointe-à-Pitre)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ted Soubdhan, Nicolas Ugolin, Philippe Poggi, Philippe Bergonzo, Maina Andre, Sylvie Chevillard, Fateh Mehazzem
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Poggi, Philippe Bergonzo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gaz à effet de serre

Mots clés libres

CSCV

Éolien

Thermosolaire

Mobilité

Couplage énergétique

CCU&S

Wind

Thermosolar

Greenhouse gas

Energy coupling

Résumé

L'enjeu climatique impose la mise en œuvre de méthodes de séquestration des émissions de gazà effet de serre (GES). Toutefois, la plupart des technologies de capture, séquestration et valorisation du CO2 (CSCV) existantes, impliquent de disposer de grandes quantités d'énergies décarbonées. La répartition parcellaire des énergies renouvelables stables (hydraulique, géothermique) et l'intermittence des énergies renouvelables ubiquitaires (éolienne, solaire), en état de la technologie, ne permettent pas de disposer de dispositifs compacts ubiquitaires capables d'offrir une énergie renouvelable suffisamment abondante pour mettre en œuvre une stratégie CSCV efficace à l'échelle planétaire.Au travers de ce travail, nous proposons une technologie compacte unifiée permettant d'utiliser en synergie les deux sources d'énergies renouvelables les plus répandues, à savoir les énergies éolienne et solaire, au travers d'une turbine pouvant être animée indépendamment ou simultanément par chacune de ces énergies. Le principe repose sur l'utilisation de l'air comme fluide moteur et caloriporteur permettant d'exploiter l'énergie thermique et cinétique de l'air pour produire un mouvement de rotation qui sera utilisé, soit pour réaliser un travail, soit, le cas échéant, pour produire de l'électricité. Cette énergie décarbonée trouve une application de choix dans toutes les technologies de CSCV, mais également dans les technologies de production stationnaire d'électricité, en particulier dans la navigation.

The climate challenge requires implementing methods to sequester greenhouse gas (GHG)emissions. However, most existing CO2 Capture, Use and Storage technologies (CCU&S)require large quantities of decarbonised energy. The fragmented distribution of stablerenewable energies (hydraulic, geothermal) and the intermittency of ubiquitous renewableenergies (wind, solar) in the current state of technology do not allow for the availability ofcompact ubiquitous devices capable of providing sufficiently abundant renewable energy toimplement an effective CCU&S strategy on a global scale.Through this work, we propose a unified compact technology that allows for the synergistic useof the two most widespread renewable energy sources, namely wind and solar energy, througha turbine that can be driven independently or simultaneously by each of these energies. Theprinciple is based on using air as the driving and heat-transfer fluid, allowing the exploitationof the thermal and kinetic energy of the air to produce rotational movement, which will be usedto perform work or, if appropriate, to generate electricity. This decarbonised energy is ideallysuited for all CCU&S technologies, as well as stationary electricity production technologies,particularly in navigation.