La recherche
Notre ambition est de contribuer à la décarbonation de la société en vue d’atteindre les objectifs climatiques européens.
Notre credo : l’étude et le développement de solutions innovantes pour améliorer l’efficacité énergétique des systèmes et favoriser leur intégration dans le futur mix énergétique.
LES THÉMATIQUES DE RECHERCHE
La recherche du Centre est axée sur trois thématiques
Matériaux et composants pour l’énergie
Une part importante de nos travaux est dédiée aux (nano)matériaux, élaborés selon deux familles de procédés complémentaires : d’une part, par « chimie douce » en phase liquide (e.g. aérogels) et d’autre part, en phase gaz « haute température » par procédés plasmas (e.g. noirs de carbone).
Nous attachons une importance particulière à la caractérisation fine de ces matériaux et à leur mise en œuvre en composants innovants (e.g. assemblage membrane-électrodes). Ces développements sont centrés sur trois applications : le stockage et la conversion d’énergie (e.g. piles à combustible et électrolyseurs « PEM », batteries et supercapacités, etc.) et la conservation de l’énergie (e.g. superisolants thermiques).
Procédés de stockage et de conversion d’énergie
Nous travaillons sur la conversion thermochimique : la pyrolyse, le reformage, la combustion assistée des hydrocarbures (notamment renouvelables) et la reconversion chimique du CO2 par plasma. L’ensemble des procédés développés et étudiés dans ce cadre repose sur la mise en œuvre de sources de plasma thermique et non thermique selon différentes approches d’intégration.
Les recherches sur la conversion électrochimique portent principalement sur la problématique des piles à combustible et leur alimentation en hydrogène. Elles concernent les piles « basse température » à membrane échangeuse de protons (PEMFC) pour la mobilité terrestre.
Une part importante des travaux porte également sur la production d’hydrogène bas-carbone, par électrolyse et pyrolyse.
Intégration des systèmes énergétiques
Nos recherches traitent du développement de méthodes et d’outils permettant l’intégration optimale de technologies innovantes – dont les énergies renouvelables et le vecteur hydrogène – dans les systèmes énergétiques (i.e. réseaux dont les smart-grids, systèmes multi-énergies, territoires, stocks de bâtiments, bassins industriels, centrales virtuelles, etc.) et les marchés de l’électricité.
Les sujets traités incluent le développement de méthodes de prévision à court-terme pour l’énergie (production éolienne, solaire, consommation, capacité dynamique des lignes électriques, prix des marchés) ; le contrôle et la gestion prédictive des systèmes concernés à des échelles de temps allant du temps réel jusqu’à quelques jours ; la modélisation prospective de l’évolution des systèmes énergétiques pour la planification de la transition vers des systèmes bas-carbone.
Une activité structurée autour de trois groupes de recherche
Matériaux et Procédés pour l’énergie (MATPRO)
MATPRO s’intéresse à la filière hydrogène – énergie (piles à combustible et production d’hydrogène bas-carbone), au stockage de l’électricité (batteries et supercapacités), à la superisolation thermique et aux enveloppes faiblement déperditives (e.g. bâtiment).
Thermochimie et Plasmas (TeP)
TeP étudie et met au point de nouveaux procédés électriques de conversion thermochimique pour des applications énergétiques et chimiques, avec un savoir-faire qui va des sources de plasma hautes performances aux procédés thermochimiques de rupture les intégrant.
Énergies Renouvelables et Systèmes Énergétiques Intelligents (ERSEI)
ERSEI traite conjointement des ressources renouvelables, des systèmes électriques et des marchés de l’électricité, avec un focus sur la prévision d’énergie, le contrôle et la gestion prédictive des systèmes énergétiques et la modélisation prospective.
Les moyens expérimentaux
Le Centre dispose de moyens expérimentaux de pointe pour conduire ses travaux de recherche :
- Laboratoires matériaux : boucle de séchage au CO2 supercritique, porosimètre gaz, conductimètre thermique en régime permanent, enceinte climatique.
- Laboratoire hydrogène: laboratoire 24/7, bancs d’essais piles à combustible – de l’assemblage membrane-électrodes aux stacks de 15 kW – et électrolyseurs, unité de reformage et de stockage d’hydrogène.
- Plateforme Plasma: réacteurs à plasma thermique / non-thermique, sources électriques en ode AC/DC et impulsionnel, plateforme plasma triphasée haute température de 250 kWe, bancs d’essais plasma non-thermique « sur mesure ».
- Cellule test d’enveloppes de bâtiment
- Banc d’essai capteurs solaires thermiques
- Plateforme solaire CRESUS
- Laboratoire de Systèmes Energétiques Intelligents – Plateforme LSEI : outil dédié à la simulation temps-réel des réseaux électriques.
Les publications
Le Centre publie régulièrement les résultats de ses travaux dans des revues avec comité de lecture. Retrouvez toutes publications du Centre :