La récupération et valorisation de l’énergie : un axe de recherche important à l’USMB

Publié le lun 22 Mai 2023 bandeau site web

Des travaux passés et actuels menés au sein de l’université Savoie Mont Blanc, plus précisément dans les laboratoires SYMME et LOCIE, se concentrent sur la récupération d’énergie vibratoire et le développement de machines à absorption peu coûteuses. Focus de ces travaux de recherche.

Récupérer l’énergie vibratoire

Porté par le laboratoire SYstème et Matériaux pour la MÉcatronique (SYMME) de l’école d’ingénieurs Polytech Annecy-Chambéry (USMB), le projet PULSCE porte sur la récupération de l’énergie vibratoire ambiante visant à l’alimentation de capteurs autonomes communicants. À partir d’un dispositif piézoélectrique bistable, le générateur PULSCE (en illustration de cet article) convertit ainsi les vibrations ambiantes en énergie électrique. L’autonomie énergétique des capteurs communicants est un réel atout notamment dans des environnements difficiles d’accès, là où l’utilisation de piles électrochimiques n’est pas envisageable ou implique des coûts de remplacement élevés. Une particularité intéressante dans le domaine industriel, notamment dans le secteur du transport, dans lequel les vibrations sont très présentes.

Le projet est passé par plusieurs phases : il a tout d’abord bénéficié d’un financement de l’Agence Nationale de la Recherche entre 2011 et 2015 (Projet REViLaBa), puis est passé par une phase de maturation technologique à la SATT LINKSIUM entre 2015 et 2017, qui a abouti au dépôt de brevet du projet, dont la licence appartient désormais à une entreprise : CEDRAT TECHNOLOGIES (CTEC), PME française spécialisée en systèmes mécatroniques tels que des convertisseurs électromécaniques de récupération d’Energie. Le brevet du SYMME associé à la technologie de CTEC renforce l’exploitation industrielle dans des secteurs comme le ferroviaire.

Depuis avril 2020, le projet est passé au niveau européen avec le Projet Européen H2020 Fast-Smart, dans lequel l’USMB et l’entreprise CEDRAT TECHNOLOGIES sont de nouveaux partenaires, au côté de 11 autres associés européens.

« Avec le projet Fast Smart, l’idée est de développer d’autres types de céramiques, des céramiques de type BCZT qui sont des matériaux piézoélectriques plus écologiques que les matériaux piézoélectriques classiques de type PZT qui comportent du Plomb », explique Adrien Badel, directeur de Polytech Annecy-Chambéry, et responsable du projet PULSCE.

Dernière étape en date, l’implication dans le Projet Structurant Pour la Compétitivité (PSPC) RailMon financé par la Banque Publique d’Investissement (BPI) dans le cadre des plans d’investissement visant à développer des filières de A à Z. En cours : L’entreprise CEDRAT TECHNOLOGIES met à disposition la technologie vers l’entreprise utilisatrice finale Vossloh, pour une potentielle utilisation dans le monitoring d’infrastructures ferroviaires.

De nouvelles machines à absorption

Porté par le Laboratoire prOCédés énergIE bâtiment (LOCIE), le projet CONFTHER est un projet issu de travaux de recherche réalisés pendant la thèse d’Amin Altamirano pour laquelle ce dernier a reçu entre 2021 et 2022 pas moins de quatre prix prestigieux, dont le prix i-PhD de Bpi France en 2021. M. Altamirano a ainsi développé pendant son doctorat de nouveaux types d’échangeurs adiabatiques permettant de faire des transferts de masse au sein de ces machines.

L’objectif : “rendre ces échangeurs moins onéreux, afin de permettre une plus large valorisation de l’énergie thermique et ainsi valoriser des effluents thermiques qui ne le sont pas actuellement” explique Benoit Stutz, responsable scientifique du projet CONFTHER.

Le principe de ces machines à absorption étant de faire du froid à l’aide du chaud, ce qui permet à la fois une économie d’énergie, et d’éviter que cette chaleur ne se déverse dans l’environnement. Ces machines à absorption sont l’équivalent de pompe à chaleur, qui fonctionnent non pas en utilisant de l’électricité mais en utilisant de l’énergie thermique entre une source chaude et une source intermédiaire.

L’idée du projet CONFTHER est de remplacer ces échangeurs tubes/calandres par des échangeurs à plaques qui seraient produits de manière industrielle à moindre coût. Cette économie pourrait ainsi permettre de diminuer sensiblement le coût des machines, de les rendre plus compactes et ainsi plus attractives. Différents secteurs d’applications et marchés sont actuellement à l’étude afin de trouver le plus pertinent pour lancer la commercialisation, et franchir la phase prototype.

Un des usages initialement envisagés était le rafraichissement des bâtiments à l’aide de l’énergie solaire abondante et gratuite dans des climats particulièrement chauds de pays semi-désertiques, et donc bénéficier de cette énergie thermique pour refroidir les bâtiments dans ces pays où l’accès à l’électricité est compliqué. Un autre secteur application envisagé pourrait être le transport.

Chronique rédigée dans le cadre d’une collaboration entre le magazine EcoMeca, Thésame (centre expert des métiers de l’innovation) et l’université Savoie Mont Blanc.