Academic literature on the topic 'Récupération de la chaleur perdue'

La récupération d’une partie de l’énergie perdue des centrales nucléaires pour des usages industriels ou de chaleur urbaine offre des perspectives très intéressantes en termes de réduction des gaz à effet de serre (GES).

Les eaux usées véhiculent des quantités élevées d’énergie qui peuvent être récupérées au moyen d’une pompe à chaleur et d’un échangeur thermique. L’estimation du potentiel de récupération de chaleur des eaux usées demande de connaître essentiellement leur débit et la quantité de chaleur à extraire ΔT (°C). Pour cette dernière, la valeur de 4,5 °C est couramment utilisée pour des études de cartographie énergétique des systèmes d’assainissement, car elle représente la valeur moyenne des opérations existantes en France. Toutefois cette valeur ne prend pas en compte le potentiel impact sur la station de traitement des eaux usées (STEU). En effet, récupérer trop de chaleur dans le réseau d’assainissement peut provoquer une diminution de la température des effluents au niveau de la STEU. Cet abaissement peut compromettre la qualité des processus biologiques de nitrification et dénitrification. D’après la littérature, une baisse de 1 °C en entrée de STEU ne représenterait pas de risque de dégradation des procédés biologiques à condition que la station ne fonctionne pas au maximum de sa capacité et que la température ne descende pas au-dessous de la température minimale de dimensionnement. En respectant ces conditions à l’entrée de La Wantzenau, principale STEU de l’Eurométropole de Strasbourg, les quantités de chaleur à extraire ΔT (°C) dans tout point du réseau ont été estimées. Cela a permis de calculer un potentiel de récupération qui tient compte de l’impact sur la STEU et de le comparer avec un potentiel théorique calculé avec une extraction de 4,5 °C. Les résultats montrent que, sur certains points, l’extraction de 4,5 °C provoque des variations de température supérieures à 1 °C en entrée de STEU et conduit à des surestimations du potentiel de récupération. La puissance de récupération de chaleur calculée, en intégrant l’impact prévisionnel sur La Wantzenau, est ainsi plus réduite, mais constitue un réel intérêt pour identifier des projets de récupération qui semblent plus réalistes.

La récupération de chaleur des eaux usées peut fournir une source supplémentaire d’énergie renouvelable pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments. La performance et la rentabilité des installations sont toutefois conditionnées par des paramètres propres à chaque projet. À l’aide d’une analyse multicritère, ces paramètres peuvent être évalués à une échelle territoriale afin d’identifier les projets qui présentent les meilleures conditions pour l’installation d’un système de récupération de chaleur. L’analyse multicritère appliquée à l’Eurométropole de Strasbourg (EMS) évalue trois types de critères au niveau du territoire : des critères d’inclusion, d’exclusion et de hiérarchisation. Les critères d’inclusion ont permis dans un premier temps d’identifier les projets potentiels de valoriser l’énergie des eaux usées de l’EMS. Ainsi 91 bâtiments publics ont été sélectionnés en fonction de leur consommation énergétique et de leur proximité d’une conduite exploitable. Les critères d’exclusion ont ensuite permis d’écarter 40 projets potentiels pour lesquels la récupération de la chaleur des eaux usées n’est pas envisageable à cause des contraintes liées à l’urbanisme du territoire ou à l’utilisation privilégiée d’autres sources d’énergies renouvelables, par exemple lorsqu’il existe déjà un réseau de chaleur. Finalement, les critères de hiérarchisation ont permis de classer les 51 projets restants en fonction des paramètres de contexte qui conditionnent la performance et la rentabilité des installations. Les canalisations d’eaux usées associées aux projets qui se trouvent en haut de cette classification présentent ainsi les caractéristiques suivantes : une puissance d’extraction importante, un niveau d’autocurage fort, et un taux d’eaux claires parasites (ECP) faible. De plus, le projet potentiel se trouve dans une zone où des projets de géothermie de minime importance (GMI) ne sont pas éligibles, la récupération de chaleur des eaux usées se propose donc comme une source d’énergie alternative. Cette analyse multicritère développée à échelle territoriale constitue ainsi un outil d’aide à la décision qui permettra à l’EMS d’orienter la sélection des projets à développer.

La science sociale, depuis ses débuts, a été en quelque sorte obnubilée par letype de société dans laquelle elle est née, et qu’elle a d’une certaine façon aidé àse définir comme telle. Ce n’est donc pas un hasard si l’actuelle remise en questiondes grands appareils coïncide avec un certain essoufflement de cette science sociale — miroir. Un certain retour à lanotion de culture représente actuellementune des tentations majeures de cette science sociale. Mais le changement ne peutvenir d’une telle récupération plus ou moins baroque; il exige un travail au niveaudes paradigmes, de même qu’une véritable réhabilitation de la société civile audétriment de l’État.

Collectées puis transportées jusqu'aux stations d’épuration en vue de leur traitement, les eaux usées transitant dans les collecteurs d’assainissement constituent un gisement intéressant pour produire une énergie bas carbone par le biais de la récupération de chaleur. Avant même de pouvoir associer les points du réseau les plus pertinents de délivrance de cette chaleur récupérable et les utilisateurs potentiels telles piscines et bâtiments, encore faut-il être en mesure d’identifier les tronçons les plus favorables quant à ce gisement. Pour le département de Seine-Saint-Denis, impliqué sur les questions énergétiques et environnementales, il a fallu établir une méthode pour cartographier le potentiel de ses 550 km de réseaux d’eau usée et unitaires. Plusieurs critères permettant la sélection des tronçons potentiellement prometteurs ont ainsi été étudiés, et notamment les débits de temps sec, minimum et moyen. Ces données sont dispersées, soit dans de nombreux documents issus de campagnes de mesures temporaires effectuées lors de schémas directeurs d’assainissement ou d’études de caractérisation des écoulements de temps sec, soit calculées à partir des bases de données des mesures produites en continu dans le cadre de la gestion des réseaux. Dans les deux cas les informations disponibles sont très localisées et ne rendent compte de l’écoulement que sur un périmètre relativement restreint, sans fournir directement des renseignements à une échelle plus vaste. L’étude a donc consisté à exploiter toutes ces données (environ 300 points de mesure) pour fournir une estimation du potentiel de récupération de chaleur la plus étendue possible. Le résultat de ce travail est restitué sous la forme d’un outil cartographique permettant au département de répondre rapidement aux demandes des aménageurs avec des informations diverses, tant sur les débits et le potentiel estimé de chaleur récupérable que sur la fiabilité des données disponibles.

Ce travail présente une étude numérique du stockage de l'énergie thermique par chaleur latente à basses températures (0 °C à 100 °C) dans un lit cylindrique rempli de sphères uniformes, disposées au hasard et contenant chacune un matériau à changement de phase (MCP), traversé par un flux d’air. Un modèle numérique mono dimensionnel à deux phases séparées est appliqué. Il a permis de prédire la distribution axiale de la température du fluide et du matériau fusible le long du lit ainsi que les performances de ce lit fixe dans les deux modes de stockage et de récupération de la chaleur pour une température du fluide à l’entrée constante et un nombre de Reynolds variable. Le modèle développé s’applique à la fois pour un processus de changement de phase isotherme et non isotherme. L’évolution de la température à l’intérieur du lit a permis de déterminer les domaines de stockage les plus efficaces et de définir par conséquent les dimensions optimales de l’unité de stockage.

Aujourd'hui, une constante augmentation du prix du pétrole additionnée à des législations de plus en plus contraignantes en matière d'émissions de gaz à effet de serre poussent les acteurs du marché des transports automobiles à augmenter le rendement des véhicules, rendements qui atteignent au maximum péniblement les 40% à l'heure actuelle. Les efforts de recherche menés depuis de nombreuses années ont montré qu'il est possible d'augmenter encore le rendement des véhicules. L'une des méthodes, en pleine émergence, est de récupérer l'énergie mécanique et/ou électrique permettra de lancer sur le marché une deuxième génération de véhicules hybrides. Cependant, la difficulté majeur provient du fait que l'énergie thermique n'est pas une énergie dite "noble". En effet, seule une fraction de cette énergie peut être transformée en énergie utile (énergie mécanique et/ou électrique), cette fraction est appelée exergie. L'analyse exergétique a pour objectif de développer une méthode qui englobe les deux premiers principes de la thermodynamique. Cette méthode permet ainsi de tenir compte à la fois de la quantité et de la qualité de l'énergie mise en jeu. De plus, l'utilisation de l'approche énergétique offre également le possibilité d'étudier les irréversibilités d'un systèmes énergétique. L'objectif de la thèse est de réaliser des bilans énergétiques pour un véhicule fonctionnant en régime instationnaire sur des cycles réels de conduite, à l'aide du logiciel de simulation système Imagine. LAb AMESim. Dans une première phase, des bilans énergétiques ont été réalisés pour un moteur monocylindre. Ces bilans ont été effectués en régime instationnaire ppour un point de fonctionnement donné. L'utilisation d'un système simplifié a permis de lever de nombreuses interrogations autour de l'approche exergétique. Par la suite, la démarche utilisée pour le moncylindre a été étendue à un moteur multicylindre complet fonctionnant en mode stabilisé. Enfin à travers la dernière étape, des bilans exergétiques ont été réalisés pour un véhicule fonctionnant sur plusieurs cycles de conduites
Nowadays,, because of oil price and the global warming issues, many researchers try to answer to CO2 emission regumations by improving Internal Combustion (IC) engine efficiency, today limited at best around 40%. It is commonly admitted that a large part of the energy losses in IC engine is due to heat transfert: heating coolant, oil, exhaust gases and air around the engine (under the hood). In order to improve engine efficiency, it is interesting to recover a part of the thermal energy available in exhaust gases or coolant, to produce additional work. When heat recovery is considered, a conversion of the recovered (thermal) energy into useful work, has to be done. However, only a part of therma energy is avaible to produce work, that it is the concept of energy (or available energy or availability) was introduce as a supplement to the traditional energy balance. By using the two first laws of thermodynamics, the energy balance finally allows to evaluate the maximum useful work that can be exctracted from the chemical energy content of the fuel. This Ph. D presents exergy balances for Spark-Ignition engine operating under steadystate and transient conditions. To achieve this goal several numerical models have been developed based on the simulation software LMS Imagine. Lab AMESim. First, exergy balances have been realized for a single cylinder engine. These balances have been done in unsteady-state conditions on a given operating point. The use of a simplified system has removed several questions about energy. Secondly, the approach used for the single cylinder engine has been exte"nded to a complete four-cylinder engine working in steady-state conditions. Finally, energy balances have been computed for a vehicle operating user transient conditions

Les rejets thermiques des procédés d'ennoblissement constituent un énorme gisement d'énergie. Pour les procédés discontinus les déphasages existant entre cette forme d'énergie et son utilisation potentielle imposent une gestion des stocks de chaleur. Le concept exergie permet la mise en évidence du potentiel d'énergie contenu dans les rejets et une intégration optimale des dispositifs de récupération permettant leur valorisation. Après avoir défini un modèle de fonctionnement énergétique des procédés, la réalisation d'un logiciel de simulation permet, à partir des choix d'un certain nombre de paramètres dits points de fonctionnement, d'optimiser la consommation énergétique. Dans le cas de l'ennoblissement un fonctionnement optimisé à partir du logiciel permet de réaliser un gain de plus de 20% par rapport aux réglages courants

A l'heure actuelle, l'industrie représente environ le tiers de la consommation énergétique et des émissions de CO2. Des opportunités substantielles existent pour faire face aux enjeux environnementaux et économiques, passant par l'efficacité énergétique en général et l'utilisation de l'énergie, en particulier dans les parcs industriels. Les Systèmes à Energie Distribuée (SED) correspondent en ce sens à une solution courante et prometteuse. Nous avons donc entrepris une démarche d'approche globale de site, incluant l'agrégation de l'ensemble des variables énergétiques, économiques, environnementales et managériales influentes dans une installation de ce type. Une mise en application sur une installation pilote et sa validation ont permis d'identifier les verrous scientifiques et techniques et de mesurer pertinence et efficacité des éléments et modes opératoires des systèmes en mode stationnaire. Cette étude offre une méthode d'utilisation coopérative des indicateurs des domaines impactés et ouvre également des perspectives sur des développements en mode dynamique à des fins d'aide à la conduite optimale
Nowadays, industry accounts for about one third of energy consumption and CO2 emissions. Substantial opportunities exist to address environmental and economic challenges, including energy efficiency in general and the use of energy, especially in industrial parks. Distributed Energy Systems (DES) correspond in this sense to a common and promising solution. We have therefore undertaken a global site approach, including the aggregation of all influential energy, economic, environmental and managerial variables in an installation of this type. Implementation on a pilot plant and its validation have made it possible to identify the scientific and technical locks and to measure the relevance and efficiency of the elements and stationary operating modes of the systems. This study offers a method of cooperative use of the indicators of impacted domains and also opens perspectives on developments in dynamic mode for the purposes of optimum driving assistance

Cette recherche se concentre sur la récupération de chaleur dans les industries fonctionnant à haute température, telles que la métallurgie, la sidérurgie, le ciment et la production de verre, dans le dessein de diminuer les rejets de gaz à effet de serre. Une approche efficace consiste à incorporer une structure poreuse dans l'échangeur de chaleur afin d'améliorer les taux de transfert de chaleur tout en minimisant les pertes de charge. Dans un premier temps, des expériences ont été menées avec des échangeurs de chaleur poreux dotés de structures ressemblant à de la mousse à cellules de Kelvin. Le dispositif expérimental consistait à placer la mousse à l'intérieur d'un tube et à la soumettre à des températures élevées allant jusqu'à 800°C dans le sens radial, tandis que de l'air circulait dans le sens axial. Ce dispositif englobait les phénomènes physiques de conduction, de convection et de rayonnement couplés. Les résultats de ces expériences ont ensuite été utilisés pour valider un modèle numérique utilisant une approche déterministe, constituant ainsi l'étape fondamentale du projet. Toutefois, ces méthodes se sont heurtées à des difficultés dans la conduite d'analyses complètes, compte tenu des différents types de mousse, des propriétés géométriques distinctes et des attributs thermophysiques des matériaux qui influencent les performances de l'échangeur de chaleur en raison de la complexité de sa structure. En outre, l'interaction de la conduction, de la convection et du rayonnement avec les structures complexes de la mousse a exigé des ressources de calcul considérables. Par conséquent, une alternative à la méthode déterministe (DM) a été recherchée, ce qui a conduit à l'exploration de méthodes sans maillage. Le modèle numérique DM validé sert de référence pour les modèles alternatifs, deux modèles ayant été adoptés/développés. Le premier modèle, connu sous le nom de méthode Semi Meshless (SMM) ou DM-MCM, fusionne l'approche déterministe avec la méthode statistique de Monte Carlo. Dans ce modèle, l'approche déterministe calcule efficacement les champs de vitesse, tandis que la méthode de Monte Carlo détermine les distributions locales de température. Cette combinaison s'avère efficace et robuste pour les géométries complexes. Néanmoins, le premier modèle conserve une limitation dans le calcul des champs d'écoulement en utilisant l'approche déterministe, ce qui a conduit à la conception d'un second modèle innovant. Le second modèle, appelé SPH-MCM, utilise smoothed particle hydrodynamics (SPH) pour surmonter les limites des approximations basées sur un maillage lors du calcul des champs d'écoulement. L'approche SPH élimine le besoin d'un maillage encombrant, ce qui permet de calculer plus efficacement les champs de vitesse. Ces champs sont ensuite utilisés pour calculer les distributions de température à l'aide de la méthode de Monte Carlo. Le principal avantage de ce modèle réside dans le fait qu'il repose sur un maillage de surface et des points, au lieu de géométries solides et d'un maillage de volume. Cependant, la méthode SPH nécessite un temps de calcul plus long que l'approche déterministe. Les deux modèles alternatifs présentent un niveau élevé de concordance avec le modèle déterministe, ce qui souligne leur potentiel pour faire progresser la conception des échangeurs de chaleur. Le premier modèle est utilisé pour une analyse paramétrique complète visant à étudier la puissance extraite et la chute de pression pour différentes structures poreuses dans la configuration de l'échangeur de chaleur
This research concentrates on heat recovery in industries operating at high temperatures, such as metallurgy, iron and steel, cement, and glass production, with the goal of mitigating greenhouse gas emissions. An effective approach involves incorporating a porous structure within the heat exchanger to enhance heat transfer rates while minimizing pressure drops. Initially, experiments were conducted using porous heat exchangers with Kelvin cell foam structures. The experimental setup involved placing the foam inside a tube and subjecting it to high temperatures of up to SI{800}{degreeCelsius} radially, while air was flown axially. This arrangement encompassed the physical phenomena of coupled conduction, convection, and radiation. The results of these experiments were subsequently employed to validate a numerical model utilizing a deterministic approach, forming the foundational step of the project. However, these methods encountered challenges in conducting comprehensive analyses, considering various foam types, distinct geometric properties, and thermophysical material attributes that influence heat exchanger performance due to the intricate structure. Moreover, the interplay of conduction, convection, and radiation along with complex foam structures demanded substantial computational resources. Consequently, an alternative to the deterministic method (DM) was sought, leading to the exploration of mesh-free methods. The validated DM numerical model serves as a reference for the alternative models, with two models being adopted/developed. The first model, known as Semi Meshless Method (SMM) or DM-MCM, merges the deterministic approach with the statistical Monte Carlo Method. In this model, the deterministic approach efficiently calculates velocity fields, while the Monte Carlo method determines local temperature distributions. This combination proves effective and robust for complex geometries. Nevertheless, the first model retains a limitation in calculating flow fields using the deterministic approach, prompting the design of a second innovative model. The second model, referred to as SPH-MCM, utilizes smoothed particle hydrodynamics (SPH) to overcome the limitations of grid-based approximations when computing flow fields. SPH eliminates the need for a complicated mesh, facilitating more efficient velocity field calculations. These fields are then employed to compute temperature distributions using the Monte Carlo method. The primary advantage of this model lies in its reliance on a surface mesh and points, instead of solid geometries and a volume mesh. However, the SPH method requires a longer computation time compared to the deterministic approach. Both alternative models exhibit a high level of agreement with the deterministic model, highlighting their potential to advance heat exchanger design. The first model is employed for a comprehensive parametric analysis aimed at studying the power extracted and pressure drop for different porous structure's in the heat exchanger configuration

Plusieurs machines actuellement utilisées, moteurs à combustion interne en automobile ou centrales thermiques dans l'énergie, rejettent de grandes quantités de chaleur. Généralement cette chaleur est dissipée dans l'atmosphère et son énergie perdue. Nous nous sommes donc intéressés aux moteurs à apport de chaleur externe dont l'énergie primaire est de l'énergie thermique, et plus particulièrement aux moteurs Stirling. L'une de ses principales caractéristiques est d'utiliser de la chaleur produite extérieurement comme source d'énergie. Ceci lui permet d'être multi-carburant et même d'utiliser de l'énergie thermique naturelle.L'étude menée comporte deux parties. Tout d'abord un modèle numérique zéro dimension, trois zones en temps fini a été développé. Il prend en compte les échanges thermiques aux parois et les pertes de charge, mais ne préjuge ni des dimensions moteur, ni des conditions de fonctionnement. Ceci lui permet de rester flexible pour s'adapter à l'architecture spécifique du moteur à simuler. Ensuite nous avons réalisé des mesures expérimentales sur deux moteurs de taille et puissance différentes (quelques watts et 1 kW). Ces résultats ont permis de valider le modèle. Au final nous avons obtenu un modèle numérique traduisant l'influence de paramètres dimensionnels et fonctionnels sur la puissance du moteur Stirling.Un outil d'aide à la conception de moteur Stirling a été développé en ajoutant au modèle un algorithme d'optimisation. Il permet une ébauche des caractéristiques d'un moteur Stirling. En fonction de l'application souhaitée et des contraintes s'y appliquant, il agit sur les caractéristiques choisies par l'utilisateur pour maximiser les performances.

Ce travail de thèse part d’un constat : d’importantes pertes thermiques sont observées lors de l’élaboration des matériaux du génie civil. Motivés par l’ajout d’une double enveloppe, les travaux contenus dans ce manuscrit visent à caractériser un échangeur de chaleur appliqué en paroi des fours rotatifs. Tout d’abord, un modèle intégré est développé, puis validé sur une centrale d’enrobage dont la paroi intérieure du four est munie de releveurs nécessaires au mélange des matériaux. Leur distribution dans la section transversale est estimée à partir d’une loi de déchargement granulaire. Les expérimentations numériques montrent que les transferts Gaz / Solide et Solide / Paroi dominent, ce dernier phénomène limitant les performances globales du procédé. L’ajout de l’échangeur sur paroi mobile est quant à lui exploré sur un banc d’essai instrumenté de type rotor-stator, avec entrée tangentielle. Développant un écoulement de type Taylor-Couette-Poiseuille, les transferts thermiques pariétaux sont caractérisés expérimentalement. Les résultats sont sans équivoque dans la gamme de nombres de Reynolds imposés : la contribution du mouvement axial surpasse le mouvement rotationnel turbulent. Une corrélation adimensionnelle basée sur le nombre de Nusselt est proposée afin d’estimer numériquement l’effet de l’échangeur sur les profils de température internes dans le four. Enfin, les structures tourbillonnaires de l’écoulement dans l’espace annulaire sont étudiées à partir d’un code de mécanique des fluides numériques utilisant la Simulation aux Grandes Echelles. Les simulations permettent de décrire les cellules contrarotatives au sein de la couche limite turbulente dont l’amplitude et la fréquence de passages sont reliées aux paramètres de fonctionnement de l’échangeur (débit axial et vitesse de rotation du four)
This work results on a finding: the heat loss from rotary kiln represents a significant energy amount during materials processing in civil engineering domain. Motivated by traditional energy recovery methods from heat exchanger, this thesis is aimed at providing their rigorous thermodynamic diagnostics. Firstly, a thermal-granular model is developed, and then validated in asphalt plant whose the rotary kiln is composed of flights to ensure the materials mixing. Their cross-section distribution is calculated from a granular discharge law. The numerical experiments showed an increase of heat transfer phenomena between gases and solids, and those between the solids and the wall, this latter phenomenon limiting the process performances. Heat recovery exchanger applied to the rotary kiln is studied from a semi-industrial pilot based on a rotor stator configuration including a tangential inlet. Developing a Taylor-Couette-Poiseuille flow, the heat transfer results are undoubted in the range of the studied Reynolds numbers: the axial motion contribution is larger than the rotational turbulent motion. A dimension less criterion is proposed in order to be applied to the aforementioned integrated model including the heat exchanger applied to the rotary kiln, its effect being assessed upon the internal thermalprofiles. Finally, the vortices flow structure within the annular gap exchanger is studied from Large Eddy simulation. The amplitude and frequency passage of the contrarotatives cells located in the turbulent boundary layer are connected to the process parameters (the axial flowrate and the kiln shell rotation)

Les réseaux de chaleur sont considérés aujourd’hui comme des systèmes clés pour accompagner la transition énergétique des milieux urbains. Leur principal atout est de pouvoir valoriser des sources locales d’énergie renouvelable et de récupération. Les sources de chaleur fatale (ou de récupération) sont encore peu exploitées dans ces réseaux alors qu’il existe un gisement important, notamment en milieu urbain, soit très proche des bâtiments consommateurs. Ces sources urbaines de chaleur fatale (eaux usées, datacenter, blanchisseries, entrepôts frigorifiques) sont les objets de recherche de cette thèse. Des méthodes ont été développées pour évaluer finement leur potentiel énergétique, sachant que toutes ces sources présentent des caractéristiques techniques différentes (température et variabilité notamment). Ces méthodes ont été intégrées à un outil de simulation, appelé Recov’Heat, qui calcule des indicateurs techniques, économiques et environnementaux permettant de juger la pertinence quant à la valorisation d’une source urbaine de chaleur fatale. Le modèle Recov’Heat a été testé sur divers études de cas et obtient des résultats proches de la réalité malgré une tendance à surestimer l’énergie réellement récupérée. Des simplifications techniques dans le modèle et le calcul du potentiel énergétique maximal justifient ces écarts. La valorisation d’une source d’énergie fatale dans un réseau de chaleur ne dépend pas que de paramètres technico-économiques, mais également de plusieurs conditions liées au contexte des territoires, qui peuvent remettre en cause la mise en œuvre de tels projets. Plusieurs analyses de cas montrent l’influence du portage des collectivités territoriales sur l’aboutissement de ces projets. Elles ont un rôle décisif pour impulser la concertation entre une multitude d’acteurs concernés par ces projets et appréhender les complexités contractuelles entre ces acteurs
District heating systems are considered as key tools to contribute to the energy transition in urban areas through their ability to promote waste and renewable energies. Waste heat sources (also named excess heat) are still under-exploited in district heating systems although there is significant potential, especially in urban areas. Waste heat sources located near or in dense urban areas (wastewater, datacenters, laundries, etc.) are the research topic of this thesis. Methods have been developed to precisely evaluate their energy potential, knowing that all these sources have different technical characteristics (temperature and variability in particular). These methods have been integrated into a simulation tool, named Recov’Heat. It calculates technical, economic and environmental indicators to assess the relevance of an urban heat source. The Recov'Heat model has been tested on various case studies and obtains results close to reality despite a tendency to overestimate the energy recovered. Technical simplifications in the model and the calculation of the maximum energy potential justify these differences. The viability of integrating a waste heat source in a district heating system depends not only on technical and economic parameters, but also on several conditions linked to the local context, which may affect the implementation of such projects. Several case studies show the influence of local authorities’ support on the success of these projects. They have a decisive role to play in stimulating consultation between a multitude of actors involved in these projects and to understand the contractual complexities between them

Etude experimentale de deux serres identiques avec les memes cultures, equipees l'une d'un stockage de la chaleur dans le sol, l'autre d'un stockage aerien utilisant un materiau a changement de phase encapsule. Developpement de deux modeles theoriques qui inclurent le couplage de chaleur sensible et d'evaporation/condensation de l'air humide

Cette étude concerne la récupération d'énergie par des régénérateurs , échangeurs de chaleur à haute température, utilisés dans l'industrie du verre. Des essais sont menés en conditions réalistes sur un régénérateur d'échelle industrielle spécialement conçu et réalisé pour cette étude. Une instrumentation abondante permet une caractérisation globale et une description locale approfondie du système. Différentes méthodes d'évaluation de la performance thermique s ont comparées. Les mécanismes d' échange de chaleur sont analysés ; les phénomènes de convection mixte sont notamment pris en compte. Un nouveau logiciel de simulation thermique transitoire est validé pas l'expérience et une géométrie originale de surface d 'échange est développée pour intensifier les transferts
[This study deals with energy recovery in high temperature regenerators of glass industry. Experiments are performed in real conditions, on an full industrial scale regenerator , specially designed and built for this stud. The measurements allow on investigation of the whole s stem and an original local description of the heat exchanger. Different methods are used to calculate the thermal performance of the regenerator The heat transfer mechanisms are analysed with some mix convection phenomenon. A new transient thermal simulation has been developed. The model is justified by the experiments. A new geometry of heat transfer surface is proposed to optimize the energy recovered. ]