Date et horaire de la soutenance : 19/6/2024 à 14 h

Lieu de soutenance : Salle Galilée, Inrae, 1 rue Pierre Gilles de Gennes, 92160 Antony

Titre des travaux : « Vers une démarche Eco-conception pour les systèmes frigorifiques : Application au stockage thermique et aux solutions technologiques émergentes »

Résumé des travaux :

Depuis 2013, mes activités de recherche au sein d’Inrae visent à proposer des technologies plus efficaces et durables pour des systèmes de réfrigération. Le premier axe des travaux s’intéresse au stockage thermique par des Matériaux à Changement de Phase (MCP) : l’utilisation du stockage thermique permet d’augmenter à la fois la stabilité (inertie thermique) et la flexibilité du système, et facilite le déploiement des stratégies de gestion énergétique (effacement des réseaux électriques, intégration des énergies renouvelables). Pour les applications « froid », le stockage thermique peut s’appliquer à différentes échelles : emballage d’un produit alimentaire, équipement ou encore réseau composé de plusieurs éléments. A chaque échelle, des études expérimentales ont été menées pour caractériser le procédé de stockage thermique, puis des modèles numériques ont été développés pour optimiser son intégration dans un système donné (emballage, machine…). En effet, l'intégration d'une nouvelle technologie peut nécessiter une adaptation plus ou moins importante de la configuration et du fonctionnement du système.  Par ailleurs, si l'amélioration apportée par le nouvel élément (par exemple le stockage) est ciblée sur une performance particulière, elle peut entraîner une détérioration d'autres performances. Un deuxième axe de recherche consiste donc à développer des approches « multicritère » pour évaluer la performance globale des systèmes, parfois avec de nouvelles briques technologiques, afin de comparer différents configurations/scénarios d’usage et d’identifier les conditions de fonctionnement optimales.

Les perspectives de mes travaux de recherche portent à la fois sur les solutions technologiques (axe 1) et les nouvelles méthodes d’évaluation et d’optimisation (axe 2). Les premières pistes concernent le stockage par les MCP biosourcés et les réseaux de distribution de froid utilisant des MCP à haute densité énergétique (hydrates de CO₂). Les procédés de production de froid de type « low-tech », c’est-à-dire qui consomment peu d’électricité et ne demandent pas de matériaux sophistiqués ou couteux, sont également envisagés. Enfin, une nouvelle approche de modélisation basée sur le couplage des modèles physiques et d’intelligence artificielle (IA) est proposée afin d’optimiser le fonctionnement des équipements frigorifiques en minimisant leur consommation sans dégrader la qualité des produits entreposés. Cette approche pourrait également permettre de réduire les coûts d'exploitation grâce à une maintenance prédictive des défaillances potentielles, voire d'optimiser la conception de nouveaux équipements.

Composition du Jury :

• Lemort, Vincent, Professeur, Université de Liège
• Peuportier, Bruno, Directeur de recherche, École nationale supérieure des mines de Paris
• Royon, Laurent, Professeur, Université Paris Cité
• Fayolle, Francine, Professeur, Oniris Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation de Nantes-Atlantique
• Perré, Patrick, Professeur, CentraleSupelec
• Fournaison, Laurence, Directrice de recherche, Inrae
• Delahaye, Anthony, Directeur de recherche, Inrae