Дисертації: "Réservoir de stockage d'hydrogène"

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Leh, David. "Optimisation du dimensionnement d'un réservoir composite type IV pour stockage très haute pression d'hydrogène." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00942731.

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Анотація:

Ce travail a pour but de proposer une nouvelle approche du dimensionnement optimisé des réservoirs de stockage d'hydrogène de type IV visant à mieux répondre aux enjeux industriels. Les objectifs scientifiques et techniques consistent à disposer de modèles qualifiés pour la simulation du comportement de ces réservoirs, associés à des méthodologies de dimensionnement et d'optimisation fiables. La démarche s'appuie sur trois axes principaux :- proposer une démarche de conception prédictive en intégrant (i) un premier aspect lié à la ruine de la structure qui est la conséquence de mécanismes complexes et multiples d'endommagement s'initiant, s'accumulant et se développant dans un milieu anisotrope et (ii) des modèles de simulation de la structuration composite spécifique au procédé d'enroulement filamentaire, technologie employée largement dans la fabrication des réservoirs de stockage à haute pression. Leurs implémentations constituent une première avancée face à l'existant ;- choisir et évaluer les paramètres structuraux par une démarche d'optimisation où nous sommes amenés à utiliser (i) des méthodes de métamodélisation permettant de répondre aux contraintes de coûts, (ii) des méthodes spécifiques de tri et (iii) des méthodes à spectres larges qui recherchent des solutions sur une large population telles que des méthodes génétiques ;- qualifier la démarche dans sa globalité par une comparaison entre calculs et essais. Ainsi, la finalité de ce travail est de développer et valider des modèles et méthodes pour permettre de mieux concevoir, tester et fabriquer à moindre coût un réservoir avec une structure calculée optimisée.

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Angers, Benjamin. "Simulations de fuites d'hydrogène en provenance d'un réservoir de stockage à haute pression : dispersion et conséquences de l'allumage." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2006. http://depot-e.uqtr.ca/1944/1/000135772.pdf.

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Zeaiter, Ali. "Caractérisation et modélisation du comportement des alliages TiFe dédiés au stockage solide d'hydrogène. : Application à l'amélioration des performances d'un réservoir à hydrures métalliques." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2017. http://www.theses.fr/2017UBFCD007/document.

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Анотація:

Les problèmes environnementaux et économiques, engendrés par l’usage des produits pétroliers, et la pénurie de ces énergies fossiles ont conduit à rechercher d’autres sources d’énergies, renouvelables et respectueuses de l’environnement. Nombre de ces sources sont intermittentes et nécessitent de prévoir des solutions de stockage. Le gaz de dihydrogène apparait comme un bon candidat pour remplir cette fonction. L’élément hydrogène, abondant dans la nature, présente sous sa forme gazeuse un pouvoir calorifique de 140 MJ/kg, soit 2,5 fois celui de l’essence. La filière ’hydrogène’ s’appuie sur 3 piliers : la production, le stockage-la distribution et l’utilisation. Le stockage d’hydrogène est traditionnellement réalisé par compression, sous des pressions allant de quelques bars à plusieurs centaines, et par liquéfaction à 20 K. La faible densité volumique de ces deux types de stockage (42 et 70 kgH2/m3) associée à de sérieux problèmes de sécurité et de conception mécanique, rend le stockage solide dans les alliages métalliques particulièrement pertinent pour certaines applications. Cette solution favorise le développement de réservoirs de conception sûre, compacts et ayant une grande densité volumique de 120 kgH2/m3 pour les alliages TiFe par exemple. Ce type d’hydrure a été retenu dans le cadre de ce travail parce qu’il présente des températures et pressions d’utilisation relativement proches des conditions ambiantes, mais aussi parce qu’il ne contient pas de terre rare d’utilisation relativement proches des conditions ambiantes, mais aussi parce qu’il ne contient pas de terre rare. La présente étude vise à caractériser et modéliser le comportement d’hydruration/déshydruration de l’alliage TiFe0.9Mn0.1, en vue d’améliorer ses performances lorsqu’il est intégré à un système de stockage. Dans un premier temps, nous nous sommes attachés à caractériser expérimentalement l’alliage TiFe0.9Mn0.1 sous forme de poudre en le décrivant sur les plans morphologique, chimique et thermodynamique. Ensuite, deux stratégies d’amélioration ont été testées, la première repose sur un traitement mécanique par broyage planétaire à billes, la deuxième considère un traitement thermochimique à température et durée de maintien données. Ces deux stratégies ont permis d’accélérer le processus d’activation de la poudre, mais le broyage planétaire à billes a détérioré de façon notable la cinétique apparente de désorption. Le traitement thermochimique n’a quant à lui pas dégradé les domaines d’équilibre et n’a donc pas eu d’effet néfaste sur les cinétiques de réaction. Les deux paramètres les plus importants de ce traitement, température et temps de maintien, ont été optimisés. D’autres paramètres restent à affiner.[...]La conception d’un système de stockage solide d’hydrogène exige la bonne compréhension des aspects macroscopiques, mais aussi microscopiques, de la réaction d’hydruration, et requiert donc des recherches complémentaires pour trouver de nouveaux axes d’amélioration de ses performances
He environmental and economic problems caused by the use of petroleum products and the scarcity of these fossil fuels have led to the search for alternative sources of energy, which are renewable and respectful of the environment. Many of these sources are intermittent and require storage solutions. Hydrogen gas appears as a good candidate for this function. The hydrogen element, abundant in nature, has in its gaseous form a calorific value of 140 MJ / kg, i.e. 2.5 times that of gasoline. The 'hydrogen' sector is based on 3 pillars: production, storage, distribution and use. The storage of hydrogen is traditionally carried out by compression, under pressures ranging from a few bars to several hundreds, and by liquefaction at 20 K. The low density of these two types of storage (42 and 70 kgH2 / m3) associated with serious problems of safety and mechanical design, make solid storage in metal alloys particularly relevant for some applications. This solution favors the development of safe, compact design tanks with a high density of 120 kgH2/m3for TiFe alloys, for example. This type of hydride has been retained in this work because it has operating conditions of temperatures and pressures that are relatively close to ambient conditions, and also because it does not contain rare earth elements. The aim of this study is to characterize and model the hydriding/dehydriding behavior of the TiFe0.9Mn0.1 alloy, in order to improve its performance when it is integrated into a storage system. We first tried to characterize the alloy TiFe0.9Mn0.1 in powder form by describing it morphologically, chemically and thermodynamically. Then, two strategies of improvement were tested, the first one based on a mechanical treatment by planetary ball milling, the second considers a thermochemical treatment at given temperature and duration. Both strategies accelerated the process of powder activation, but the planetary ball milling significantly impaired the apparent desorption kinetics. The thermo-chemical treatment did not degrade the equilibrium domains and thus did not have an adverse effect on the reaction kinetics. The two most important parameters of this treatment, temperature and holding time, have been optimized. Other parameters remain to be refined.In addition to this experimental characterization, we have undertaken to describe the hydriding / dehydriding reaction macroscopically. The model allows to account for the thermodynamic response of the hydride within a reservoir. This work presents the results obtained on a tank containing 4 kg of TiFe0.9Mn0.1 powder when different hydrogen loading / unloading scenarios are considered: (i) loading / unloading under constant pressure, (ii) loading / unloading under an initial dose ( Method of Sievert), iii) loading / unloading under inlet or outlet flux of hydrogen. For each scenario, the effect of the coupling with a heat exchange system on the filling / emptying times is analyzed and optimal operating conditions are proposed. Finally, a sensitivity study using the Morris method is presented, and the most influential parameters of the model on the reaction rates are identified. The design of a solid hydrogen storage system requires a good understanding of the macroscopic as well as the microscopic aspects of the hydriding reaction and therefore requires further research to find new directions for improving its performance

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Liu, Yuchen. "Synthesis, structural characterization and electrochemical hydrogen storage properties of LaNi5 and La4MgNi19 alloys prepared by mechanical alloying." Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2024. http://www.theses.fr/2024UBFCA004.

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Анотація:

Le monde d'aujourd'hui est confronté à l'épuisement imminent des combustibles fossiles et à de graves problèmes environnementaux, et il est urgent de trouver des sources d'énergie propres et renouvelables. L’énergie hydrogène, en tant que source d’énergie propre, est un candidat potentiel. Dans une économie de l’hydrogène basée sur l’hydrogène énergie, le stockage de l’hydrogène constitue le principal obstacle à son développement. Les hydrures métalliques ont attiré l'attention en raison de leur sécurité et de leurs propriétés élevées de stockage de l'hydrogène. La première génération d'alliage commercial de stockage d'hydrogène à base de LaNi5 présente d'excellentes performances de stockage d'hydrogène et a été largement utilisée dans divers domaines. Cependant, en raison de sa faible capacité de stockage d’hydrogène, il est difficile de répondre aux exigences de l’Union européenne en matière de matériaux de stockage d’hydrogène. Les scientifiques utilisent souvent une seule méthode d’optimisation, comme la substitution d’éléments, les nouvelles voies de synthèse, l’optimisation de surface, etc. Cependant, peu d’articles rapportent des méthodes d’optimisation combinant les deux méthodes.Dans ce travail, les premiers principes ont été utilisés pour sélectionner le meilleur élément Cr pour remplacer Ni. L'alliage mécanique a été utilisé pour synthétiser l'alliage LaNi5 et l'alliage LaNi4Cr. La micromorphologie et la composition des phases de différents échantillons produits avec différents paramètres de broyage à boulets ont été caractérisées par des tests SEM et XRD. Les performances de stockage de l'hydrogène de l'échantillon ont ensuite été testées, et les performances de stockage de l'hydrogène gazeux et les performances électrochimiques de l'échantillon ont été obtenues. Les propriétés de stockage de l'hydrogène de tous les échantillons ci-dessus sont comparées les unes aux autres et les résultats reflètent l'efficacité de la combinaison des méthodes d'alliage mécanique et de substitution d'éléments pour l'optimisation de LaNi5.De plus, une autre méthode d’optimisation de l’alliage LaNi5 a également été réalisée, à savoir sa combinaison avec la phase AB2 pour former l’alliage La4MgNi19. Un total de 6 ensembles de paramètres avec différents temps de broyage à billes et différents précurseurs ont été utilisés pour synthétiser l'alliage La4MgNi19. La composition des phases et les propriétés de stockage de l'hydrogène de tous les échantillons ont été obtenues et comparées aux propriétés de stockage de l'hydrogène de LaNi4Cr. Les résultats montrent que les performances de stockage de l'hydrogène de l'alliage La4MgNi19 sont meilleures que celles de l'alliage LaNi5, mais légèrement pires que celles de l'alliage LaNi4Cr.Enfin, à l’aide d’un logiciel de simulation, les paramètres de l’alliage LaNi4Cr ont été introduits dans le modèle éprouvé de réservoir de stockage d’hydrogène afin d’explorer les performances de cet alliage dans le réservoir de stockage d’hydrogène. Après avoir exploré les effets de différents paramètres sur le réservoir de stockage d’hydrogène, des conduites d’eau ont été ajoutées pour ajuster l’échange thermique. Les résultats montrent que les réservoirs de stockage d’hydrogène remplis de LaNi4Cr ont d’excellentes performances
Today's world is facing the imminent depletion of fossil fuels and serious environmental problems, and it is urgent to find clean and renewable energy sources. Hydrogen energy, as a clean energy source, is a potential candidate. In a hydrogen economy based on hydrogen energy, hydrogen storage is the biggest obstacle limiting its development. Metal hydrides have attracted attention due to their safety and high hydrogen storage properties. The first generation of commercial hydrogen storage alloy LaNi5-based alloy has excellent hydrogen storage performance and has been widely used in various fields. However, due to its low hydrogen storage capacity, it is difficult to meet the requires of the European Union for hydrogen storage materials. Scientists often use a single optimization method, such as element substitution, new synthetic routes, surface optimization, etc. However, few articles report optimization methods that combine the two methods.In this work, first principles were used to screen out the best element Cr to substitute Ni. Mechanical alloying was used to synthesize LaNi5 alloy and LaNi4Cr alloy. The micromorphology and phase composition of different samples produced with different ball milling parameters were characterized by SEM and XRD tests. The hydrogen storage performance of the sample was then tested, and the gaseous hydrogen storage performance and electrochemical performance of the sample were obtained. The hydrogen storage properties of all the above samples are compared with each other, and the results reflect the effectiveness of the combination of mechanical alloying and element substitution methods for the optimization of LaNi5.In addition, another optimization method of LaNi5 alloy was also carried out, that is, combining it with AB2 phase to form La4MgNi19 alloy. A total of 6 sets of parameters with different ball milling times and different precursors were used to synthesize La4MgNi19 alloy. The phase composition and hydrogen storage properties of all samples were obtained and compared with the hydrogen storage properties of LaNi4Cr. The results show that the hydrogen storage performance of La4MgNi19 alloy is better than that of LaNi5 alloy, but slightly worse than that of LaNi4Cr alloy.Finally, with the help of simulation software, the parameters of the LaNi4Cr alloy were introduced into the proven hydrogen storage tank model to explore the performance of this alloy in the hydrogen storage tank. After exploring the effects of different parameters on the hydrogen storage tank, water pipes were added to adjust the heat exchange. The results show that hydrogen storage tanks filled with LaNi4Cr have excellent performance

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Roussel, Thomas Julien. "Simulation numérique de répliques de zéolithes en carbone : structures et propriétés d'adsorption en vue d'une application au stockage d'hydrogène." Aix-Marseille 2, 2007. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2007AIX22029.pdf.

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Le stockage d’hydrogène est le verrou technologique pour l’utilisation de ce vecteur énergétique dans domaine du transport automobile. Les matrices poreuses en carbone sont des matériaux qui pourraient permettre de réaliser un stockage efficace. Nous avons étudié des nanostructures à porosité contrôlée, répliques carbonées de silices mésoporeuses ou de zéolithes. Nous simulons par une approche statistique les répliques de quatre zéolithes à l’échelle atomique : AlPO4-5, silicalite, FAU et EMT. Nous montrons que les faujasites induisent des structures de nanotubes interconnectés, formant des réseaux de pores nanométriques interconnectés, avec de très bonnes propriétés mécaniques pour de très faibles densités de matériaux. Nous montrons que toute phase purement carbonée ne sera d’aucun intérêt à température ambiante en comparaison avec des réservoirs classiques. Par dopage au lithium, ces matériaux peuvent en théorie stocker à 300 bars autant d’hydrogène qu’un système classique fonctionnant à 700 bars. Les résultats des capacités théoriques permettent d’envisager une application embarquée dans le domaine du transport automobile
Hydrogen storage is the key issue to envisage this gas as an energy vector in the field of transportation. Porous carbons are materials that are considered as possible candidates. We have studied well-controlled microporous carbon nanostructures, carbonaceous replicas of mesoporous ordered silica materials and zeolites. We realized numerically the atomic nanostructures of the carbon replication of four zeolites : AlPO4-5, silicalite, and Faujasite (FAU and EMT). The faujasite replicas allow nanocasting a new form of carbon cristalline solid made of tetrahedrally or hexagonally interconnected nanotubes. The pore size networks are nanometric giving to these materials optimized hydrogen molecular storage capacities. However, we demonstrate that these new carbon forms are not interesting for a room temperature efficient storage compared to the void space of a classical tank. We showed that doping with alkaline element such as lithium one could store the same quantities at 300 bars than a classical tank at 700 bars. This result is a possible route to achieve interesting performances for on-board docking systems

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Tantchou, Yakam Guy. "Modélisation en cyclage-fluage du comportement mécanique d'un liner thermoplastique collapsé utilisé dans les réservoirs de stockage d'hydrogène gazeux." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0018/document.

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Les réservoirs composites de type IV utilisés pour le stockage de l’hydrogène gazeux rencontrent du succès dans les applications mobiles de la pile à combustible. Au cours de leur utilisation, ces supports de stockage sont soumis à des cycles successifs de remplissage/maintien/vidange en hydrogène. Sous des conditions spécifiques de vidange, l’apparition d’un décollement entre l’enveloppe en polyamide 6 qui assure l’étanchéité (liner) et la paroi composite, peut être observée. Ce décollement, encore appelé collapse, peut poser des problèmes de limitation à un débit de vidange lent ou à un seuil minimal de pression résiduelle du gaz sur le liner.Air Liquide a cherché à élucider expérimentalement l’influence des cycles de pression en hydrogène sur le comportement mécanique des liners en situation de collapse. Mais compte tenu des coûts très élevés des essais, l’utilisation d’un outil numérique prédictif s’avérait nécessaire. L’enjeu principal dans le développement d’un tel outil était la modélisation du comportement d’un liner collapsé sous des chargements de cyclage – fluage.L’objectif de cette thèse est de proposer une loi de comportement capable de prédire l’évolution cyclique de la déformée d’un liner en situation collapsée.Le liner est exposé à plusieurs variations de son environnement : présence d’un résidu d’humidité dans le liner après épreuve hydraulique, variations de températures générées par la compression/détente de l’hydrogène, diffusion de l’hydrogène dans le liner. Un travail préliminaire a donc consisté à évaluer l’influence de ces différents facteurs environnementaux sur la réponse mécanique du polyamide 6. Cette première étape a permis de définir un cadre de sollicitation à l’échelle du laboratoire, mais qui préserve les principales caractéristiques du collapse. Les essais de caractérisation sur éprouvette ont montré que le liner pouvait être modélisé par une loi viscoélastique multiaxiale formulée dans le cadre thermodynamique des processus irréversibles en petites déformations, faiblement couplée avec la thermique. Des modifications mineures ont été introduites pour permettre à cette loi de capter les effets du comportement en fatigue-fluage d’un liner en situation collapsé. Ces modifications ont malheureusement pénalisé l’identification manuelle et par conséquent, ont conduit à développer une stratégie d’identification spécifique. La qualité de d’identification a été évaluée dans le cadre isotherme en regardant les effets de la vitesse de la sollicitation, du niveau de contrainte et de la température. Puis, le modèle a été validé en présence de transitoires thermiques, d’abord sur éprouvette, ensuite dans un réservoir en présence d’un collapse
Hyperbaric hydrogen storage vessels of type IV are encountering success for portable applications of fuel cell. During their use, these cylindric containers undergo repeated fill in/fill out cycles of H2-gaz. Under specific fillout conditions, an emerging detachment between the sealing inner layer (liner) and the composite wall, can be observed. This layer debonding also called collapse may limit the pressure release rate of H2-vessels or increase the residual gas pressure prescribed to avoid collapse.Experimental studies have been conducted by Air Liquide at vessel scale to identify some parameters responsible for the collapse onset. But the high cost of these studies and the complexity of the operating conditions makes the use of numerical tools necessary. That led to a numerical modeling approach. The main goal in the numerical approach is to model the cyclic mechanical response of a collapsed liner under fatigue – creep loadings.In this thesis, the purpose was to develop a mechanical constitutive law able to predict the cyclic deformation of a collapsed liner subjected to hydrogen pressure cycles.The liner was subjected to several environment variations due to: (i) the presence of residual water into the liner after initial hydraulic vessel tests, (ii) the temperature changes caused by the hydrogen compression/expansion, and (iii) the hydrogen diffusion/saturation. So, a preliminary work consisted in investigating the influence of each environmental factor on the polyamide 6 mechanical response. This first step allowed to outline a loading frame at laboratory scale that preserved main characteristics of the collapse phenomenon. Characterization tests on tensile specimens revealed that the liner could be modelled by a non linear viscoelastic law written within the thermodynamic framework of the irreversible processes in small deformations, and coupled with the temperature. Minor changes were introduced to extend the model capacity to capture liner behavior effects during fatigue – creep. These changes had negative impact on the manual method of model calibration, and consequently required to develop a specific identification strategy. The identification performance was assessed in different isothermal frames through stress rate, stress level and temperature effects. Then, the calibrated model was validated by taking temperature gradients into account, firstly on a tensile specimen, secondly within a H2-vessel

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Mercadé, Camille. "Modélisation de la dégradation d'un matériau composite carbone-époxy soumis à une sollicitation thermo-mécanique couplée. Application aux réservoirs d'hydrogène de type IV." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0027/document.

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Les matériaux composites constitués de fibres de carbone et de résine époxy présentent des propriétés spécifiques remarquables qui les destinent à une utilisation à grande échelle dans de nombreux domaines où des gains de masse sont recherchés, comme le transport. Les réservoirs d’hydrogène de type IV présents dans les véhicules automobiles en sont un exemple. Dans le cadre de la sécurité des biens et des personnes, le risque incendie doit alors être considéré : lorsqu’un réservoir d’hydrogène subit une agression thermique telle qu’un feu, son enveloppe en matériau composite est sujette à décomposition thermique qui, couplée aux transferts de chaleur et à l’endommagement dû au chargement mécanique, peut conduire à l’explosion de la structure. Pour prédire numériquement le comportement des réservoirs dans des situations de charges couplées, thermiques et mécaniques, un modèle construit sur la prise en compte des phénomènes ayant une conséquence majeure sur le comportement du matériau a été développé. Il intègre, dans un cadre thermodynamique, la microfissuration matricielle, la rupture des fibres et des interfaces fibres/matrice ainsi que le délaminage et représente les effets de la température sur les propriétés mécaniques. A cet endommagement mécanique est adjoint la décomposition thermique due aux températures élevées (>350°C). Elle induit des changements de structure du matériau due à la gazéification de la résine époxy, une modification des paramètres thermiques (ce qui a une influence sur les transferts de chaleur) et une perte des propriétés mécaniques.A l’échelle de l’éprouvette, des calculs sont menés afin de déterminer les paramètres des différents sous-modèles. Cela comporte les critères d’initiation et les lois d’évolution des endommagements, les paramètres réactionnels pour la décomposition thermique et les paramètres thermiques (masse volumique, capacité thermique et conductivité) pour chaque état de décomposition. Une méthode est proposée pour fixer les paramètres clés du couplage thermomécanique, à savoir l’influence de la décomposition thermique sur le comportement mécanique. Des calculs entièrement couplés sont également réalisés afin de déterminer le poids de chaque phénomène (température, décomposition thermique et endommagement mécanique) sur la rupture finale du matériau en condition d’exposition au feu.A l’échelle du réservoir hyperbare, des prédictions de pressions d’éclatement, en situation d’incendie et à température ambiante, sont menées. A température ambiante, le rôle de chaque processus d’endommagement dans la pression ultime est évalué afin de déterminer leur nécessité dans la modélisation. Dans des conditions d’incendie, le temps à éclatement est évalué lorsque le réservoir est soumis à différentes pressions internes. Le modèle est capable de prédire correctement la transition entre un mode d’éclatement à haute pression et un mode de fuite par le corps à plus faible pression, dû à la fusion du liner avant que le niveau de contraintes soit critique dans la coque composite et conduise à l’éclatement. Cette approche, mise en place à l’échelle du réservoir, permet donc d’établir la succession des événements menant à son éclatement (ordre et plis d’apparition des endommagements, champ de température dans l’épaisseur l’enveloppe composite, temps à explosion)
Composite materials made of carbon fibres and epoxy resin have remarkable specific properties that make them suitable for large-scale use in many areas where mass savings are required, such as transport. An example is the type IV hydrogen tank in motor vehicles. In the context of the safety of persons, the fire risk must then be considered: when a hydrogen tank undergoes thermal aggression such as a fire, its composite shell is subject to thermal decomposition which, coupled with heat transfers and damage due to mechanical loading, can lead to burst of the structure. To numerically predict the behaviour of tanks subjected to coupled load (thermal and mechanical), a model based on the phenomena having a major impact on the behaviour of the material has been developed. It involves, in a thermodynamic framework, matrix microcracking, fibre failure and fibre/matrix interfaces decohesion as well as delamination and represents the effects of temperature on mechanical properties. To this mechanical damage is added the thermal decomposition due to high temperatures (>350°C). It induces structural changes in the material due to the gasification of the epoxy resin, a change in thermal parameters (which has an influence on heat transfers) and a loss of mechanical properties.At the specimen scale, calculations are carried out to determine the parameters of the different sub-models. This includes initiation criteria and damage evolution laws, reaction parameters for thermal decomposition and thermal parameters (density, thermal capacity and conductivity) for each decomposition state. A method is proposed to determine the key parameters of thermomechanical coupling, namely the influence of thermal decomposition on mechanical behaviour. Fully coupled calculations are also performed to determine the weight of each phenomenon (temperature, thermal decomposition and mechanical damage) on the final failure of the material under fire exposure conditions.At the hyperbaric tank scale, burst pressure predictions, in a fire situation and at room temperature, are carried out. At room temperature, the role of each damage process in the ultimate pressure is evaluated to determine their relative weight in the modelling. Under fire conditions, the time to burst is evaluated when the tank is subjected to different internal pressures. The model is able to correctly predict the transition from a burst mode at high pressure to leak mode at lower pressure due to melting of the liner before the stress level is critical in the composite shell and leads to burst. This approach, implemented at the scale of the tank, therefore makes it possible to establish the sequence of events leading to burst (plies in which damage occurs, temperature field in the composite wall, burst time)

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Maiga, Omar. "Caractérisation géologique et géophysique 3D d’un système de réservoirs d’hydrogène naturel : exemple du champ de Bourakèbougou, Mali." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2023SORUS647.pdf.

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Dans la course pour trouver des moyens de production d'hydrogène propre et bon marché, les puits d'hydrogène naturel de Bourakèbougou offrent une solution prometteuse. Non seulement l'un d'entre eux a pu être exploité avec succès pour produire de l'électricité pour le village local, mais ses vingt-quatre puits actuels offrent également une occasion unique aux géo-scientifiques de déterminer les caractéristiques des réservoirs d'hydrogène naturel, la nature des roches couvertures et les différents processus qui interviennent dans son accumulation, migration et piégeage dans les roches. Ce travail de recherche présente les études de carottage, diagraphie, géophysique et géochimie qui ont été réalisées pour mieux caractériser la nature des réservoirs d’H2 de Bourakèbougou. L’étude de la géologie régionale et de l’ensemble de la zone sur la base de l’interprétation des données de forages et des données bibliographiques a dans un premier temps été réalisée. Cela a permis de fournir une nouvelle carte géologique de la zone ainsi qu’une coupe Nord-Sud de l’ensemble du bassin. L’analyse des faciès ainsi que les données de forages ont permis de montrer qu’il existait une corrélation entre les puits stratigraphiques F1 et F2 forés en 2011 à 100 km au nord de Bourakèbougou et les puits dans la zone d’étude située plus au sud. Une structure antiforme a également été identifiée autour de Bourakèbougou. L’ensemble de ces données ont permis de valider et de fournir un modèle sédimentaire cohérent de l’ensemble de la zone. Afin d’améliorer le cadre géochronologique entre les différents événements de la zone et caractériser la succession chronologique entre les sédiments et les intrusions, des datations U/Pb ont été réalisées sur les carbonates sur Bougou-6, le puits le plus profond, et sur le puits F2. Les âges obtenus sur certains carbonates ont été largement influencés par l’intrusion de méga-sills de dolérites entre 150 et 210 Ma. Ceci est confirmé par la datation de veines issues des carbonates du réservoir principal de Bougou-6 et du puits F2. Les veines datées, notamment celle dans le réservoir principal contenant de l’H2 (Bougou-6) a donné un âge d’environ 210 Ma, ce qui correspond à la période de magmatisme dit de la Central Atlantic Magmatic Province (CAMP). Seule la datation d’un carbonate situé à 890m a donné un âge manifestement synchrone du dépôt (620 ±100 Ma). Cet âge a permis de confirmer l’âge néoprotérozoïque des sédiments et d’établir un lien avec l’événement glaciaire néoprotérozoïque survenu entre 635-710 Ma (Sturtien + Marinoen). Les analyses de carottes, imageries de puits, diagraphie, rock Eval et calcimétrie ont permis de mettre en évidence que les carbonates supérieurs dans lesquels le maximum d’H2 est accumulé correspondent majoritairement à des carbonates dolomitiques de type cap carbonates, et que l’ensemble des accumulation d’H2 se trouvaient dans des cavités karstiques (thermo-karst). Différents faciès classiques du Néoprotérozoïque ont été identifiés le long de la série, notamment des stromatolithes, des microbialites, et des diamictites. Les roches situées au-dessus du réservoir principal qui font office de couverture, principalement une dolérite, ont été caractérisées afin de savoir quel rôle elles jouaient dans le piégeage de l’H2. Non seulement les dolérites jouent un rôle important dans le piégeage par leur épaisseur cumulée, mais, plus en profondeur, la présence d’aquifères pouvait également atténuer la migration de l’H2 en le ralentissant dans sa migration vers la surface. Les analyses diagraphiques couplées aux données de production ont permis de mettre en évidence que le système hydrogène est un système dynamique qui se recharge de manière spontanée pendant la production, contrairement aux systèmes de réservoir de pétrole et de gaz. Enfin, l’analyse des données géophysiques a permis d’apporter une compréhension sur la structure globale de la zone et la signature géophysique de la phase gaz
In the race to find clean and inexpensive ways to produce hydrogen, the natural hydrogen wells of Bourakèbougou offer a promising solution. Not only has one of them been successfully exploited to generate electricity for the local village, but its current twenty-four wells also provide a unique opportunity for geoscientists to determine the key characteristics of natural hydrogen reservoirs, the nature of the cap rocks, and the various processes involved in its accumulation, migration, and trapping in the rocks. This scientific research presents core, logging, geophysical, and geochemical studies that have been conducted to better characterize the nature of Bourakèbougou's H2 reservoirs. The study of regional geology and the entire area based on drilling data interpretation and bibliographic information was initially carried out. This resulted in a new geological map of the area and a North-South cross-section of the entire basin. Facies analysis and drilling data showed a correlation between stratigraphic wells F1 and F2 drilled in 2011, 100 km north of Bourakèbougou, and the wells in the study area located further to the south. An antiform structure was also identified around Bourakèbougou. All of these data helped validate and provide a coherent sedimentary model for the entire area. To improve the geochronological framework between different events in the area and to characterize the chronological sequence between sediments and intrusions, U/Pb dating was performed on carbonates from Bougou-6, the deepest well, and well F2. The ages obtained for some carbonates were largely influenced by the intrusion of mega-sills of dolerites between 150 and 210 million years ago (Ma). This was confirmed through dating veins derived from the carbonates of the main Bougou-6 reservoir and well F2. The dated veins, especially the one in the main reservoir containing H2, provided an age of approximately 210 Ma, corresponding to the period of magmatism known as the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP). Only the dating of a carbonate located at 890m yielded an age that was clearly synchronous with the deposition (620 ± 100 Ma). This age confirmed the Neoproterozoic age of the sediments and established a connection with the Neoproterozoic glaciation event that occurred between 635-710 Ma (Sturtian + Marinoan). Core analyses, well imaging, logging, Rock Eval, and calcimetry revealed that the upper carbonates in which the highest amount of H2 is accumulated mainly consist of dolomitic cap carbonates, and all H2 accumulations are found in karstic cavities (thermokarst). Different Neoproterozoic facies were identified along the sequence, including stromatolites, microbialites, sandstones, and diamictites. The rocks located above the main reservoir, primarily dolerite, were characterized to understand their role in trapping H2. It was found that not only do the dolerites play a significant role in trapping due to their cumulative thickness, but the presence of aquifers can also attenuate H2 migration by slowing it down in its migration towards the surface. The diagraphic analyses, coupled with production data, have revealed that the hydrogen system is a dynamic system that is spontaneously recharged in H2-rich gas at the production timescale, unlike oil and gas reservoir systems. Finally, the analysis of geophysical data provided an understanding of the overall structure of the area and the gas phase geophysical signature

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Nguyen, Julien. "Stockage électrochimique d'hydrogène dans le carbure de titane." Limoges, 2013. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/3ef7b178-91cc-4a1d-9d54-d5d078de92db/blobholder:0/2013LIMO4023.pdf.

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Ce travail concerne l'étude de la faisabilité de l'insertion électrochimique de l'hydrogène dans le carbure de titane sous-stoechiométrique de formule TiCx obtenu par des procédés de frittage réactifs conventionnels (naturel et sous charge) et sous forme de couches minces par pulvérisation cathodique magnétron. L'insertion électrochimique de l'hydrogène dans ce matériau dépend grandement de plusieurs facteurs : le procédé d'élaboration, la structure cristalline et la stoechiométrie du carbure. Le frittage sous charge des carbures TiCx avec x inférieur ou égal a 0,70 mènent à l'obtention d'une structure cristalline ordonnée où les plans (111) de carbone sont partiellement vides permettant l'insertion de l'hydrogène dans le matériau. A l'inverse, les carbures préparés par frittage naturel à haute température (2100°C) ne permettent pas l'insertion de l'hydrogène quelle que soit la stoechiométrie du carbure car les lacunes de carbone sont désordonnées dans leur structure cristalline. Néanmoins, il est possible d'ordonner ces lacunes de carbones par des recuits thermiques à basse température (730°C) et d'identifier de nouveau les plans (111) de carbone partiellement vides comme responsable de l'insertion de l'hydrogène dans le carbure de titane dont le coefficient de diffusion a ete estimé a 1,2 X 10-13 cm2. S-1 dans TiC0,60. La réaction électrochimique d'oxydation du carbure de titane a aussi été étudiée, où il est démontré que le carbure de titane s'oxyde en TiO2 avec un rejet de CO2
This work deals with the feasibility of the electrochemical hydrogen insertion into the substoichiometric titanium carbides TiCx (0. 5 ≤ x ≤ 1) obtained by conventional reactive sintering (natural and hot pressing), and under the form of thin films, as obtained by magnetron reactive sputtering. The electrochemical hydrogen insertion in this material strongly depends on several parameters : (i) the elaboration process ; (ii) the crystalline structure ; and (iii) the stoichiometry of the carbide. The carbides TiCx obtained by hot pressing with x lower or equal to 0. 70 present an ordered crystalline structure where the (111) carbon plans are partially empty, allowing the hydrogen insertion into the material. On the contrary, the carbides prepared by reactive sintering at high temperature (2100°C) do not allow the hydrogen insertion whatever the carbide stoichiometry, because of the disorder of the carbon vacancies inside the crystalline structure. Nevertheless, it is possible to order these carbon vacancies by annealing at low temperature (730°C), this treatment rendering again the carbon plans (111) partially empty, and so, allowing the hydrogen to penetrate inside the titanium carbide with a diffusion coeffcient estimated at 1. 2 X 10-13 cm2. S-1 in TiC0. 60. The electrochemical reaction of oxidation of the titanium carbide was also studied, and it is demonstrated that TiC oxidizes into TiO2 accompanied by a CO2 release

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Ebrahimiyekta, Alireza. "Characterization of geochemical interactions and migration of hydrogen in sandstone sedimentary formations : application to geological storage." Thesis, Orléans, 2017. http://www.theses.fr/2017ORLE2016/document.

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Parmi les options en cours d’investigation, le stockage souterrain de l'hydrogène dans les formations sédimentaires comme les grès pourrait offrir un potentiel unique pour stocker de grandes quantités d'énergie. L'évaluation des modalités de stockage souterrain de l'hydrogène nécessite donc à la fois une connaissance précise des transformations minéralogiques dues à la présence de l'hydrogène et l’acquisition de données sur le comportement hydrodynamique des fluides. Par conséquent, cette étude se composera de trois parties : 1- Etude des interactions géochimiques de l’hydrogène dans des formations sédimentaires gréseuses : Les produits expérimentaux portent la marque d'une réaction très limitée entre les minéraux du grès et l'hydrogène. Si les résultats expérimentaux sont combinés aux résultats numériques, l’étude démontre que l'hydrogène, une fois injecté, peut être considéré comme relativement inerte. De façon globale, nos résultats renforcent la faisabilité du confinement de l'hydrogène dans des réservoirs géologiques comme les grès. 2- Etude de la migration de l'hydrogène dans les grès : détermination de la perméabilité relative et de la pression capillaire du système hydrogène-eau : Afin de fournir des données quantitatives pour le développement du stockage souterrain de l'hydrogène, la pression capillaire et la perméabilité relative ont été mesurées pour le système hydrogène-eau en deux conditions potentielles. Les résultats indiquent que les données obtenues sont applicables à l’ensemble des conditions de stockage de l'hydrogène. 3- Modélisation numérique d’un site de stockage géologique d’hydrogène : La simulation numérique a été effectuée pour caractériser l'évolution dynamique d’un site de stockage d'hydrogène pur. Une fluctuation saisonnière du fonctionnement du réservoir et l'effet des fuites d'hydrogène dus aux réactions ont été pris en compte
Underground hydrogen storage has been introduced as storage solution for renewable energy systems as it offers a unique potential to store large amounts of energy, especially in sedimentary formations such as sandstones. However, evaluating the underground hydrogen storage requires a precise knowledge of the hydrodynamic behavior of the fluids and of mineralogical transformations due to the presence of hydrogen that may affect the storage properties. Therefore, this study is consists in three parts: 1- Study of geochemical reactivity of hydrogen in sandstone sedimentary formations: The experimental products bear the mark of only very limited reaction between sandstone minerals and hydrogen. Taken together with the numerical results, this study demonstrates that hydrogen, once injected, can be considered as relatively inert. Overall, our results support the feasibility of hydrogen confinement in geological reservoirs such as sandstones. 2- Study of the migration of hydrogen in sandstone: determination of relative permeability and capillary pressure of hydrogen-water system: To provide quantitative data for the development of underground hydrogen storage, capillary pressures and relative permeabilities of hydrogen-water system have been measured at two potential conditions. The interpretation of the results would suggest that the obtained data are applicable for the entire range of hydrogen storage conditions. Interfacial tensions and contact angles for the hydrogen-water system have been also derived. 3- Numerical simulation of a geological hydrogen storage site: The numerical simulation was performed to characterize the evolution of pure hydrogen storage, by considering the seasonal fluctuation of renewable energy and the effect of hydrogen loses due to the biotic reactions

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Langohr, David. "Étude du stockage d'hydrogène par adsorption dans des carbones nanostructurés." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001383.

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Ce travail porte sur l'étude expérimentale du stockage d'hydrogène par adsorption dans des carbones nanostructurés. Il a été rédigé en trois parties: une étude approfondie de la bibliographie, la mise en place d'un banc d'essais destiné à quantifier le pourcentage gravimétrique d'hydrogène stocké par les carbones, et finalement la mesure du stockage d'hydrogène dans deux familles de carbones nanostructurés étudiées au sein du laboratoire. L'étude bibliographique met en avant les différents moyens de stockage d'hydrogène actuellement disponibles (compression et liquéfaction) et se concentre essentiellement sur les techniques expérimentales de mesure du stockage d'hydrogène par adsorption et les problèmes qu'elles peuvent susciter. Un regard critique est également porté sur la forte variation des différents résultats publiés dans la littérature. Le banc d'essais mis en place a été conçu pour mesurer la capacité de stockage d'hydrogène pour une masse importante de matière, de l'ordre de 10 grammes, et est basé sur le principe d'une mesure volumétrique de la quantité d'hydrogène désorbé par le carbone à la température de 25°C et une pression de 100 bars. Deux calculs ont été mis en place: un calcul détermine le pourcentage gravimétrique en comparaison à un système en compression et un autre le pourcentage gravimétrique intrinsèque des carbones. En parallèle à ces calculs, un calcul d'erreur a été fait, et le banc d'essais a été calibré grâce à trois moyens différents. Les carbones nanostructurés étudiés sont issus de deux procédés: un procédé sol-gel permettant de produire des aérogels de carbone et un procédé plasma à haute température, permettant la synthèse de différentes variétés de nanostructure de carbone. Tous les échantillons, après avoir été préalablement caractérisés morphologiquement, ont été testés selon le même protocole expérimental mis en place et les résultats ont montré des valeurs de stockage d'hydrogène inférieures à 0,5 pour cent d'hydrogène en masse.

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Langohr, David. "Etude du stockage d'hydrogène par adsorption dans des carbones nanostructurés." Paris, ENMP, 2004. http://www.theses.fr/2004ENMP1249.

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El, Kharbachi Abdelouahab. "Etude des réactions complexes en phase solide pour stockage d'hydrogène." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENI010.

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Le stockage d'hydrogène en phase solide sous forme d'hydrures, est l'une des solutions non-polluantes futures pour le stockage et le transport de l'énergie. Parmi les matériaux candidats, LiBH4 a été sélectionné vu sa capacité gravimétrique élevée en hydrogène (jusqu'à 13,6 % H2 en masse). Ce matériaux possède des propriétés thermodynamiques et cinétiques insuffisamment établies pour comprendre son comportement dans les applications futures. Sa décomposition peut être facilitée en présence de l'hydrure MgH2. Ainsi, le composite MgH2-xLiBH4
Hydrides for solid-state hydrogen storage are one of the future solutions - pollutant free - for the storage and the transport of energy. Among the candidates, LiBH4 was selected considering its high gravimetric hydrogen capacity (up to 13.6 wt.% H2). This material has thermodynamic and kinetic properties insufficiently established to be included in future applications. Its decomposition can be facilitated within the presence of the hydride MgH2. Thus, the composite MgH2-xLiBH4 (0< x< 3.5) reactivated by high energy ball-milling, was studied regarding its microstructural properties and stability of the phases. The desorption reaction of hydrogen, with or without additives, shows the appearance of additional phases accompanying the principal reaction. Heat capacity measurements of LiBH4 revealed the presence of an abnormal behaviour before the polymorphous transition (Ttrs = 386 K), attributed to the increase of crystal defects in agreement with the existence of a hypo-stoichiometric domaine LiBH4-ε observed at higher temperatures. The stability of the three-phase system LiBH4-LiH-B was studied resulting to the principal reaction of decomposition: LiBH4(s,l) → LiH(s) + B(s) + 1,5H2(g). Vapour pressure measurements of LiBH4 showed that H2 is the major component of decomposition with minor species such as B2H6 and BH3. The thermodynamic properties of LiBH4 were critically assessed, gathering the new data with those existing in the literature, in the aim of modelling of reactions occurring in hydride mixtures

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Marcotte, Denis. "Conception d'une microsonde pour mesurer la concentration d'hydrogène dans un réservoir d'hydrure métallique." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2013. http://depot-e.uqtr.ca/7316/1/030621775.pdf.

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Chabane, Djafar. "Gestion énergétique d'un ensemble réservoir d'hydrogène à hydrure et une pile à combustible PEM." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2017. http://www.theses.fr/2017UBFCA010/document.

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Cette thèse porte sur les phénomènes inhérents au couplage d'un système de stockage d'hydrogène à base d'hydrures métalliques et d'une pile à combustible (PàC). Le but est de développer une loi de gestion optimale des flux (électriques, fluidiques, thermiques).Une étude poussée a été réalisée sur les différents moyens de production de l'hydrogène ainsi que les différentes méthodes de son stockage. Une large place est donnée à la caractérisation des hydrures au sein du réservoir. Ce travail a permis le développement d'une nouvelle méthode de caractérisation pour des réservoirs à hydrure. Cette dernière et a été mise en œuvre expérimentalement avec des processus de charges et de décharges effectués sur trois réservoirs contenant des hydrures différents. Compte tenu de la confidentialité du fabriquant, plusieurs données n'étaient pas accessibles expérimentalement. Ainsi, un modèle numérique du réservoir à hydrure a été réalisé dans l'environnement Comsol multiphysics. Dans une volonté de modéliser le couplage thermique entre la PàC et le réservoir à hydrure, un modèle 0D dans l'environnement Matlab Simulink d'un système comportant une pile à combustible, un réservoir à hydrure et un échangeur de chaleur a été réalisé. Ces développements ont abouti à la proposition et l'étude de deux topologies pour la gestion des échanges thermiques entre la PàC et le réservoir à hydrure de type AB : topologie série et topologie parallèle. Dans la topologie série le même fluide caloporteur circule dans le réservoir et dans la PàC ce qui veut dire que les deux composants ont les mêmes températures de fonctionnement. Ceci peut causer des difficultés d'opération de la PàC qui nécessite généralement des températures de fonctionnement plus élevées que celles du réservoir. La topologie parallèle, apporte la solution à ce problème en offrant la possibilité de deux températures distinctes de fonctionnement pour la PàC et le réservoir
This thesis deals with the phenomena inherent in the coupling of a hydrogen storage system based on metal hydrides and a fuel cell. The aim is to develop an optimal flow management law (electrical, fluidic, thermal).A detailed study was carried out on the various means of hydrogen production and the different methods of its storage. A large place is given to the characterization of the hydrides within the reservoir. This work allowed the development of a new characterization method for hydride tanks. The latter was experimentally carried out with charge and discharge processes carried out on three reservoirs containing different hydrides. Given the manufacturer's confidentiality, several data were not accessible experimentally. Thus, a numerical model of the hydride tank was carried out in the multiphysics Comsol environment. In order to model the thermal coupling between the fuel cell and the hydride tank, an OD model in the Matlab Simulink environment of a fuel cell, hydride tank and heat exchanger system was realized. These developments resulted in the proposal and study of two topologies for the management of heat exchanges between the fuel cell and the type AB hydride tank: series topology and parallel topology. In the series topology, the same heat transfer fluid circulates in the reservoir and in the fuel cell, which means that the two components have the same operating temperatures. This can cause difficulties in the operation of the POC which generally requires higher operating temperatures than those of the tank. The parallel topology provides the solution to this problem by offering the possibility of two distinct operating temperatures for the PàC and the tank

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Gagnon-Thibault, Évelyne. "Synthèse et caractérisation de matériaux polymères poreux pour le stockage d'hydrogène." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29167/29167.pdf.

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Kelouwani, Sousso. "Stratégie de commande d'un système à énergie renouvelable avec stockage d'hydrogène." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2002. http://depot-e.uqtr.ca/2579/1/000694556.pdf.

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Bergeron, Guy. "Élaboration par voie liquide de l'intermétallique Mg¦2Ni destiné au stockage d'hydrogène." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ62045.pdf.

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Veneau, Barros-Carvalho Tania. "Étude expérimentale et modélisation de la décompression d'un réservoir de stockage de propane." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0082.

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L'etude des risques associes a la decompression rapide d'un reservoir de stockage de gaz liquefie revele l'importance de la determination du terme source. Ce dernier est directement lie, entre autres, aux caracteristiques du jet forme a l'aval de la breche. Le premier objectif de ce travail a ete de constituer une base de donnees experimentales originale concernant la granulometrie d'un jet de propane. Un anemometre laser a phase doppler a ete installe sur un dispositif experimental permettant d'etudier la decompression de quelques litres de propane. Les tailles et les vitesses des gouttelettes ont ete mesurees en differents points du jet, pour plusieurs tailles de breche et plusieurs pressions initiales dans le reservoir de stockage. La comparaison des resultats obtenus pour ces differentes conditions generatrices a permis de degager les tendances evolutives de la fragmentation et de l'autovaporisation du jet. Le deuxieme objectif de ce travail concerne la modelisation du terme source. Celle-ci a necessite l'etude couplee du comportement du fluide dans le reservoir et de l'ecoulement a la breche. Ce modele permet de prendre en compte les echanges interfaciaux lorsqu'il y a autovaporisation dans le reservoir. L'ecoulement a la breche est decrit a l'aide du modele homogene de relaxation. Cette modelisation couplee, dont l'originalite repose sur l'application a des ecoulements de propane, a ete validee avec succes et de maniere exhaustive

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Botan, Alexandru. "Modélisation moléculaire d'argile en contact avec un réservoir de CO2." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066233.

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Le développement et l’utilisation des technologies de captage et de stockage du dioxyde de carbone (CO2) dans des formations géologiques profondes permettent d’amplifier la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, l’étude approfondie du mouvement du CO2 à travers les formations hôtes poreuses ainsi que la roche couverture, qui contient beaucoup d’argile, présente un grand intérêt. Dans ce travail, la modélisation moléculaire a été utilisée pour décrire en détail les phénomènes microscopiques liés à la présence de CO2 au contact de la roche hydratée. Les propriétés thermodynamiques et de transport du système CO2/H2O/argile dans les micro- et mésopores ont été étudiées. Premièrement, des simulations de type Monte Carlo dans l’ensemble Grand-Canonique ont été utilisées pour déterminer la taille, la composition, etc des états thermodynamiquement stables des micropores. Les propriétés de structure et de transport dans ces pores ont ensuite été obtenues grâce à des simulations de dynamique moléculaire à l’équilibre et comparées avec celles obtenues sur le même système en l’absence de CO2. Concernant les mésopores la dynamique moléculaire hors équilibre a permis de modéliser les écoulements de type Poiseuille dans des mésopores et de discuter des conditions aux limites hydrodynamiques en fonction de leur taille. Enfin, l’influence du type d’argile et de la taille des pores sur les propriétés thermodynamiques du système CO2/ H2O/argile ont été étudiées

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Charbonnier, Jean. "Etude de deux types d'hydrures métalliques pour le stockage réversible de grandes quantités d'hydrogène." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10016.

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La présente étude s'est intéressée au stockage de 1 'hydrogène dans deux types d 'hydrures métalliques, depuis l'élaboration de composés aux propriétés remarquables jusqu'à la conception d'un prototype de réservoir. Concernant les alliages à structure cubique centrée, nous nous sommes attaché dans un premier temps à déstabiliser l 'hydrure stable de vanadium a en modifiant la nature des atomes coordinant les sites cristallographiques occupés par l'hydrogène. Dans un second temps, l'élaboration d'une microstructure spécifique, comprenant une phase activante et une matrice de stockage, a permis l'obtention de composés extrêmement réactifs avec une capacité de stockage réversible importante et stable lors des cycles de sorption de l'hydrogène. Lors de l'étude réalisée sur 1 'hydrure de magnésium, nous avons déterminé l'influence et l'optimum des paramètres de la mécanosynthèse de MgH2 avec un métal de transition. Le broyage énergétique a permis d'obtenir les meilleures propriétés cinétiques en favorisant la création de sites de nucléation impliquant les atomes de métaux additifs. Une étude d' « upscalling » a par ailleurs abouti à un procédé de synthèse de lots de MgH2 nanostructurés de 1 kg aux propriétés identiques aux échantillons de laboratoire. Un prototype de réservoir à hydrures métalliques pour le stockage de l'hydrogène, largement modulable, a finalement été conçu et permettra l'étude de échanges thermiques au sein du réservoir et de la charge destinée au stockage de l'hydrogène
The main subject ofthis study is hydrogen storage in two types ofmetal hydrides, from the synthesis of compounds with remarkable properties to the design of a tank prototype. Concerning the body centered cubic aIloys, we first aim at destabilizing the stable a vanadium hydride by modifYing the surroundings atoms of crystallographic sites occupied by hydrogen. Ln a second time, the elaboration of a specific microstructure, including an activating phase and storing matrix, lead us to extremely reactive compounds with a high storage capacity moreover stable while cycling. During the study of the magnesium hydride, we determined the influence and the optimum of MgH2 mechanical aIloying with a transition metal. The best kinetic properties have been obtained using energetic milling through the creation of numerous nucleation sites thanks to additive metal atoms. Ln addition, an upscaling study succeeds in the production of nanostructured MgH2 batches of 1 kg with similar properties compared to l!lboratory samples. . A metal hydride tank prototype for hydrogen storage, with a greatly flexible configuration, has finally been developed and will be the cornerstone of the thermal exchanges study in the tank and in the storing hydrogen compound

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Tazi, Mostafa. "Modification du banc d'essai utilisé pour évaluer les performances d'un réservoir d'hydrogène à base d'hydrure métallique." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2009. http://depot-e.uqtr.ca/1835/1/030125031.pdf.

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Lefèvre, Gauthier. "Propriétés physico-chimiques de nouveaux matériaux en couches minces pour le stockage d'hydrogène." Thesis, Artois, 2018. http://www.theses.fr/2018ARTO0406.

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Le stockage d'hydrogène est sans doute le dernier verrou au développement à grande échelle des piles à combustible. Utiliser l'hydrogène comme vecteur énergétique, produire efficacement de l'électricité sans avoir recours aux énergies fossiles et rejeter uniquement de l'eau, il s'agit là peut-être de la prochaine révolution technologique, écologique et qui signera la fin des problèmes environnementaux en terme d'énergie.L'hydrogène gazeux est dangereux et son stockage à l'état solide représente une solution mais au détriment de la quantité stockée et des conditions d'utilisation.Dans ce contexte, la recherche de nouveaux matériaux avec des propriétés physico-chimiques nouvelles est souhaitable.Cette thèse s’inscrit dans cette démarche d'investigation : d'une part mettre en oeuvre et utiliser de nouvelles techniques de recherche structurale théorique pour explorer les possibilités qu'offrent les alliages métalliques ; ensuite entreprendre la synthèse de couches minces de métaux et d'alliages au moyen de l’ablation laser pulsé pour bénéficier des atouts de cette méthode.L'étude théorique menée au cours de cette thèse a permis de montrer l'impact des contraintes de pression sur la formation et la stabilité d'alliages dans de nombreux systèmes binaires. Des pistes sur l'hydrogénation possible de nouvelles structures ont également été présentées.D'autre part, l'adversité de l'ablation laser pulsé pour la synthèse de couches minces a été mise en lumière et de grandes disparités dans les conditions de dépôts sont à déplorer. Cette méthode permet de parvenir à des morphologies singulières, ouvrant ainsi à des perspectives dans la conception de ces nouveaux matériaux
Hydrogen storage is probably the last lock facing the development of fuel cells system.Hydrogen is a non-harmful, non-polluting that can be used as an energy vector, allowing to produce fossil fuel free electricity efficiently and releasing only water.It could trigger the next technological and green revolution, marking the end of environmental concerns related to energy.Hydrogen is the most energetic gas. These double-edged caracteristics makes it attractive and unsafe at the same time. Solid state storage can be seen as a solution in spite of a moderate hydrogen uptake and a poor desorption process.In this context, research of new materials with enhanced physico-chemical properties is desirable and represent the aim of this work.This thesis is an investigation study. On the one hand, with the help of efficient theoretical structural prediction systems, an exploration of the infinite possibilities offered by metal alloys has been performed. On the other hand, pulsed laser deposition of metal thin films has been implemented to make use of its benefits.The present theoretical study has highlighted the influence of external strains on stability and emergence of alloys in numerous binary systems. In addition, a search for potential hydrides was carried out. Informations obtained are encouraging the use of similar prediction schemes in order to identify new systems.From metallic thin films made by pulsed laser ablation, deposition difficulties and disparities in procedures have been put forward. Nonetheless, singular morphologies have been achieved by this process, opening new insights for designing novel materials

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Suárez, Santiago Hernán. "Gestion de l'énergie d'un système de piles à combustible alimenté par un réservoir d'hydrogène à hydrure métallique." Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2022. http://www.theses.fr/2022UBFCA019.

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Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre de la contribution à l’avancée scientifique et technologique de l'utilisation des énergies renouvelables au moyen d'un système de piles à combustible PEMFC alimenté par de l'hydrogène provenant d'un réservoir à hydrure métallique. La première partie du travail a été consacrée à la caractérisation de deux réservoirs commerciaux de cette technologie en mettant l’accent sur la dégradation de leurs performances. Des méthodes stochastiques ont été utilisées pour étudier l’impact du cyclage (charge /décharge) sur la variation des paramètres intrinsèques du des réservoirs. Dans un la deuxième partie, les résultats de cette étude ont été mis en œuvre à travers un modèle énergétique du réservoir développé sous l’environnement MATLAB /Simulink. Ce dernier modèle a fait l’objet d’une validation expérimentale grâce à un banc de test spécialement réalisé à cet effet. Le phénomène de vieillissement a été mis en évidence, apportant ainsi une avancée significative notamment en vue de l'industrialisation de ce type de solution. Finalement, le couplage thermo-fluidique entre la pile à combustible et le réservoir d'hydrure a été expérimenté, modélisé et simulé numériquement
This thesis work is part of the contribution to the scientific and technological advancement of the use of renewable energies based on a PEMFC fuel cell system powered by hydrogen from a metal hydride tank. The first part of the work was devoted to the characterisation of two commercial tanks of this technology with emphasis on their performance degradation. Stochastic methods were used to study the impact of cycling (charge/discharge) on the variation of the tanks' intrinsic parameters. In a second part, the results of this study were implemented through an energy model of the tank developed under the MATLAB /Simulink environment. The model was validated experimentally on a specially designed test bench. The ageing phenomenon was highlighted, providing a significant advance, particularly with a view to the industrialisation of this type of solution. Finally, the thermo-fluidic coupling between the fuel cell and the hydride tank was experimented, modelled and numerically simulated

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Charlas, Benoit. "Etude du comportement mécanique d'un hydrure intermétallique utilisé pour le stokage d'hydrogène." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENI101/document.

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La raréfaction des combustibles fossiles et la prise en compte de plus en plus importante des enjeux environnementaux incite à rechercher de nouvelles pistes de production, stockage et transport de l’énergie. Le développement de la filière hydrogène dépend des améliorations de chacun de ces principaux maillons qui sont la production, le stockage, la distribution et l’utilisation de l’hydrogène.Cette thèse se consacre au stockage de l’hydrogène par absorption dans des matériaux solides pulvérulents composés d’hydrures intermétalliques. Les performances de ce type de stockage dépendent grandement de la gestion des échanges de chaleurs imposés par le caractère exothermique de la réaction d’hydruration (absorption d’hydrogène par le matériau) et respectivement le caractère endothermique de la réaction de déshydruration (désorption d’hydrogène par le matériau). Cette nécessité a guidé la conception des réservoirs vers une architecture interne cellulaire. Si la thermique des réservoirs est très étudiée, les mécanismes de gonflement-dégonflement cycliques des hydrures lors de l’absorption et la désorption d’hydrogène sont assez peu abordés dans la littérature. Pourtant, les interactions mécaniques de la poudre hydrure sur les parois des cellules peuvent remettre en cause l’intégrité du réservoir. La mécanique des milieux granulaires constitue ainsi un apport essentiel à l’analyse et à termes à la prédiction du comportement mécanique du lit de poudre hydrure au sein du réservoir.Cette thèse présente en premier lieu la caractérisation expérimentale du comportement mécanique d’un hydrure intermétallique Ti-Cr-V à différents états de cyclage sous hydrogène en cellule instrumentée en incluant l’analyse des mécanismes de gonflement-dégonflement. L’analyse du comportement mécanique est abordée par une approche de type mécanique des milieux granulaires basée principalement sur la méthode des éléments discrets (DEM). Ces travaux ont permis d’identifier les caractéristiques et le comportement mécanique de l’hydrure (granulométrie, compression en matrice, écoulement) ainsi que l’évolution de paramètres liés au cyclage. Les effets du mécanisme de réarrangement opérant lors du cyclage à l’échelle des grains d’hydrure ont pu être identifiés expérimentalement. En particulier, la variation de volume cyclique du matériau entraine un tassement progressif du lit de poudre, une diminution de la porosité et une augmentation des niveaux de contraintes. Ce comportement a été reproduit numériquement par des simulations impliquant des particules discrètes de formes sphériques et de formes agrégées complexes
It is harder and harder to find fossil fuels and it becomes therefore more and more expensive. Furthermore the environmental impacts of energy are more and more taken into account. For those reasons new solutions to produce, store, transport energy are currently researched and/or developed. Among those solutions, hydrogen system could be a good solution depending and how its main parts (production, storage, supply and use) are improved.This PhD is relative to hydrogen storage in intermetallic hydride compouds. Hydrogen tanks using these kind of materials have to allow good thermal control of the hydride powder especially because of the exothermicity of the hydriding and endothermicity of the unhydriding reaction. That's why the internal architecture of these vessels are often cellular, the cell walls playing the role of a thermal conductor. If the thermal aspects relative to these tanks are often studied, it is not the case of the mechanical phenomenon induced by the swelling and shrinking of the grains during absorption and desorption of hydrogène by the material. However, the mechanical interaction between the powder and the cell walls could endanger the tank.This PhD consists of two main parts. The first part is a mechanical study of the behavior of a Ti-Cr-V compound while the second is a mechanical modelling and analysis mainly by the Discretes Elements Method (DEM). Thanks to this work the main features and mechanical properties of the hydride (granulometry, matrix compaction, granular flow, powder density …) and their evolution due to cycling were measured. The influence of hydride grains rearrangement induced by hydride breathing were analysed experimentally. It lead to a progressive densification of the powder bed in instrumented cells that resulted in a decrease of porosity and an increase of stresses on cell walls. This effect was reproduced in discrete elements simulations of spherical and clump particles

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Roumanie, Marilyne. "Microréacteur pour la catalyse hétérogèneApplications : Stockage d'hydrogène dans les hydrocarbures Filtre pour capteur gaz." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012119.

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Ce mémoire présente la conception et l'utilisation d'un réacteur microstructuré en silicium pour la catalyse hétérogène et en particulier pour la réaction de déshydrogénation du méthylcyclohexane. Cette réaction permet d'une part de restituer de l'hydrogène stocké et d'autre part de réaliser des développements technologiques importants car elle est endothermique et difficile à mettre en œuvre. Ainsi un nouveau microréacteur obtenu par DRIE a été conçu et scellé avec un capot en pyrex. Il intègre des résistances chauffantes déposées par sérigraphie et une connectique métallique « haute température ». Il comprend soit un catalyseur issu de la microtechnologie, film de platine déposé par pulvérisation cathodique soit un catalyseur plus classique, platine supporté sur alumine. Pour ce dernier catalyseur, le microréacteur préalablement préoxydé est prétraité par plasma oxygène ou par voie liquide afin que le dépôt adhère aux parois. L'enduction peut être réalisée en microréacteur ouvert par trempage dans la suspension d'alumine ou en microréacteur fermé sous vide, ou par circulation de liquide. A la suite de tests catalytiques effectués en macroréacteurs, le catalyseur Pt/Al2O3 a été choisi pour être inséré dans le microréacteur. Les tests catalytiques réalisés avec un microréacteur couplé à un spectromètre de masse ont permis de montrer la présence d'hydrogène. En parallèle, le microréacteur a été utilisé en tant que filtre pour améliorer la sélectivité des capteurs de gaz.

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Tayeh, Toufic. "Composés à base de magnésium pour le stockage et/ou la production délocalisée d'hydrogène." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0011/document.

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L’hydrogène constitue un vecteur d’énergie très important. En effet, il est abondant à l’état combiné et sa combustion est très énergétique et non polluante. En revanche, le mode de stockage le plus sécurisant de ce gaz explosif c’est dans les métaux sous forme d’hydrure. Parmi ces métaux, le magnésium est l’un des plus prometteurs car il possède une capacité massique de stockage élevée (7,6%), un faible coût et une abondance naturelle. Cependant ses cinétiques de sorption sont lentes et son hydrure MgH2 est très stable et mauvais conducteur. L’objectif de ce travail de thèse est de contribuer à la résolution des points faibles du magnésium, en lui ajoutant des fibres de carbone comme renfort soit par broyage énergétique pour assurer une bonne intimité entre les deux, soit par coulage en bande, une technique qui permet d’orienter les fibres, pour un maximum de conductivité thermique. Nous étions donc intéressés à l’étude des cinétiques d’absorption/désorption où une amélioration a été observée après l’ajout du carbone par broyage. Une étude de la conductivité thermique était encore intéressante où le matériau préparé par coulage en bande, comme prévu, a présenté un très bon résultat. D’autre part, nous avons effectué des tests d’hydrolyse pour la production délocalisée d’hydrogène. Ayant comme problème la formation d’une couche imperméable de Mg(OH)2 en surface qui bloque la réaction, différents paramètres ont été modifiés (pH, T°, taille des particules, US) et cela a donné un impact positif sur le rendement en hydrogène et la cinétique de la réaction. Finalement, deux procédés de déformation plastique sévère i) le laminage et ii) l’ECAP ont été appliqués sur du TiH2 et du MgH2. Ces deux techniques ont présenté un pouvoir de déstabilisation des hydrures et donc une diminution de la température de déshydruration. Ils ont encore montré un comportement différent du broyage mécanique de point de vue microcontrainte et orientation des plans cristallins
Hydrogen is a very important energy carrier. Indeed, it is abundant in the combined state and its combustion, very energetic, is non-polluting. However, the safest storage mode of this explosive gas is in the metal hydride form. Among metals, magnesium is one of the most promising one because its high mass capacity storage (7. 6%), low cost and natural abundance. However its kinetics of sorption are slow and its hydride MgH2 is very stable and has a poor thermal conductivity. The objective of this thesis is to resolve most of the weaknesses of magnesium by adding carbon fibers as reinforcement using the ball milling process, a way to ensure a good contact between the two, either by tape casting, a technique to help in the fibers’ orientation, for a maximum of thermal conductivity. We were therefore interested in the study of absorption / desorption kinetics, where an improvement was observed after the addition of carbon by grinding. A study of the thermal conductivity was also interesting, and the material prepared by tape casting, as expected, gave a very good result. On the other hand, we performed some hydrolysis’ tests to produce hydrogen. Having the problem of Mg(OH)2 formation on the surface, that blocks the reaction; different parameters were modified (e. G. PH, T°, particle size, U. S. ), which showed a positive impact on the hydrogen yield and reaction kinetics. Finally, two severe plastic deformation methods: i) cold rolling and ii) ECAP were applied to the TiH2 and MgH2 samples. Both techniques showed a destabilizing power of hydrides and therefore a decrease in the temperature of dehydrogenation. They even showed different behaviors than the mechanical grinding from microstrain and planes orientation point of view

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Nikoosokhan, Saeid. "Stockage géologique du dioxyde de carbone dans les veines de charbon : du matériau au réservoir." Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00787962.

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Les émissions de CO2 dans l'atmosphère sont reconnues comme ayant un effet significatif sur le réchauffement climatique. Le stockage géologique de CO2 est largement considéré comme une approche essentielle pour réduire l'impact de telles émissions sur l'environnement. De plus, injecter du dioxyde de carbone dans les veines de charbon remplies de méthane présent naturellement facilite la récupération de ce méthane, un processus connu sous le nom de récupération assistée du méthane des veines de charbon (ECBM en anglais). Mais le gonflement de la matrice de charbon induite par l'adsorption préférentielle de dioxyde de carbone par rapport au méthane conduit à la fermeture du système de cleats (un ensemble de petites fractures naturelles) du réservoir et donc à une perte d'injectivité. Cette thèse de doctorat est consacrée à l'étude de comment cet injectivité évolue en présence de fluides. Nous dérivons deux modèles poromécaniques à double porosité pour une veine de charbon saturée par un liquide pur. Les équations constitutives obtenues permettent de mieux comprendre et modéliser le lien entre injectivité de la veine de charbon et gonflement du charbon induit par l'adsorption. Pour les deux modèles, on considère l'espace poreux du réservoir comme divisé en les cleats macroporeuses et les pores de la matrice de charbon. Les deux modèles diffèrent dans la manière dont l'adsorption de fluide est prise en compte : le premier modèle est limité à une adsorption surfacique, tandis que le deuxième modèle peut être appliqué à l'adsorption dans un milieu possédant un réseau poreux générique, et donc dans un milieu microporeux comme le charbon, pour lequel l'adsorption se déroule principalement par remplissage de micropores. Le second modèle est calibré sur deux charbons avec des propriétés de sorption et de gonflement différentes. Nous effectuons alors des simulations à différentes échelles (du Volume Élémentaire Représentatif, de l'échantillon de charbon, la veine de charbon). En particulier, nous validons notre modèle sur des données expérimentales de variations de perméabilité de charbon induites par l'adsorption. Nous effectuons aussi des simulations de veines dont le méthane serait produit (un processus connu sous le nom de CBM en anglais) ou de veines sans méthane dans lesquelles du CO2 serait injecté. Nous étudions l'effet de différents paramètres tels que les conditions aux limites, la compressibilité de la matrice de charbon, ou la cinétique de transfert de liquide entre les cleats et la matrice de charbon. Dans une dernière partie, le modèle dérivé est étendu aux cas pour lesquels le charbon est en présence de mélanges fluides binaires tels que les mélanges de méthane et le dioxyde de carbone. Nous calibrons entièrement calibré ce modèle étendu sur des données disponibles obtenues expérimentalement et par simulations moléculaires. Des calculs sont alors effectués à l'échelle d'un Volume Élémentaire Représentatif pour prévoir comment sa porosité et sa perméabilité varient en présence de mélanges fluides de méthane et de dioxyde de carbone

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Santa, Cruz Bustamante Gabriela Victoria. "Contribution à l'étude d'un procédé de transport d'hydrogène dans les hydrocarbures cycliques pour l'industrie automobile." Lyon 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LYO10244.

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Une solution alternative au stockage physique d'hydrogène et à sa production par vaporéformage consiste à le stocker par voie chimique sous forme d'hydrocarbures saturés cycliques. Elle met en oeuvre une simple réaction de déshydrogénation catalytique. La forte endothermicité de cette réaction nécessite cependant l'utilisation d'un réacteur à paroi catalytique, qui assure un meilleur transfert thermique qu'un lit fixe granulaire. La combustion d'une partie de l'aromatique produit (réaction exothermique) est envisagée pour fournir les calories requises par la réaction de déshydrogénation. L'ensemble constitue un réacteur autotherme. Les catalyseurs de déshydrogénation et de combustion (Pt/γ-Al2O3) ont été déposés en fine couche (50µm) sur la paroi métallique du réacteur afin de mesurer les cinétiques des réactions mettant en oeuvre le méthylcyclohexane et le toluène. Des activités et des sélectivités élevées ont été obtenues avec ce système (sélectivités supérieurres à 99,5 %)

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Roumanie, Marilyne. "Microréacteur pour la catalyse hétérogène. Applications : Stockage d'hydrogène dans les hydrocarbures. Filtre pour capteur gaz." Saint-Etienne, EMSE, 2005. http://www.theses.fr/2005EMSE0023.

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Ce mémoire présente la conception et l'utilisation d'un réacteur microstructuré en silicium pour la catalyse hétérogène et en particulier pour la réaction de déshydrogénation du méthylcyclohexane. Cette réaction permet d'une part de restituer de l'hydrogène stocké et d'autre part de réaliser des développements technologiques importants car elle est endothermique et difficile à mettre en œuvre. Ainsi un nouveau microréacteur obtenu par DRIE a été conçu et scellé avec un capot en pyrex. Il intègre des résistances chauffantes déposées par sérigraphie et une connectique métallique " haute température ". Il comprend soit un catalyseur issu de la microtechnologie, film de platine déposé par pulvérisation cathodique soit un catalyseur plus classique, platine supporté sur alumine. Pour ce dernier catalyseur, le microréacteur préalablement préoxydé est prétraité par plasma oxygène ou par voie liquide afin que le dépôt adhère aux parois. L'enduction peut être réalisée en microréacteur ouvert par trempage dans la suspension d'alumine ou en microréacteur fermé sous vide, ou par circulation de liquide. A la suite de tests catalytiques effectués en macroréacteurs, le catalyseur Pt/Al₂O₃ a été choisi pour être inséré dans le microréacteur. Les tests catalytiques réalisés avec un microréacteur couplé à un spectromètre de masse ont permis de montrer la présence d'hydrogène. En parallèle, le microréacteur a été utilisé en tant que filtre pour améliorer la sélectivité des capteurs de gaz
This manuscript presents the design and the use of silicon microstructured reactor for heterogeneous catalysis and especially for the dehydrogenation of methylcyclohexane reaction. This reaction enables on one hand to store hydrogen and on the other hand to realise technological developments since it is endothermic and difficult to carry out. By consequence, a new microreactor obtained by DRIE was designed and capped with a Pyrex wafer. It bundles microheaters deposited by screen-printing and a high temperature metallic connection. It comprises either a catalyst coming from microtechnology, Pt film deposited by sputtering or a classic catalyst, platinum supported on alumina. For this last catalyst, the microreactor previously preoxidised is pretraited by oxygen plasma or liquid way so that the deposit to walls. The washcoat could be done in open microreactor by dip coating in the suspension or in closed microreactor under vacuum or by liquid circulation. After catalytic tests realised in a macroreactor, the Pt/Al₂O₃ catalyst was chosen to be inserted in the microreactor. The catalytic tests realised in a microreactor coupled with a mass spectrometer let to show the presence of hydrogen. In parallel, the microreactor was used as filter to improve gas sensor selectivity

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D'ambra, Florian. "Evaluation du système de stockage de l'hydrogène sous forme de liquide organique transporteur d'hydrogène (LOHC)." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2023. https://thares.univ-grenoble-alpes.fr/2023GRALI029.pdf.

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L'hydrogène représente un excellent vecteur énergétique afin de pallier à l'intermittence des énergies renouvelables pour peu qu'il soit stocké et transporté en toute sécurité et à faible coût. Cependant, l'hydrogène est un gaz à très faible masse volumique. Ainsi, son transport et stockage présentent de nombreux défis, tant au niveau de la quantité transportée que de son confinement.Une réponse potentielle à ces problématiques consiste à utiliser des molécules organiques type LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier). Celles-ci sont capables de créer des liaisons covalentes avec l'hydrogène, améliorant de fait la sécurité et la manipulation de l'hydrogène tout en conservant des densités volumétriques en hydrogène comparables à celles des stockages traditionnels. En effet, les LOHC présentent des capacités massiques en hydrogène à température ambiante et pression atmosphérique pouvant être supérieures à celles du stockage à 700 bar ou cryogénique tout en limitant les risques associés. En général, les LOHC sont des molécules liquides capables de stocker et produire de l'hydrogène à un endroit et un temps désirés par le biais de réactions catalytiques d'hydrogénation exothermique et de déshydrogénation endothermique. Ainsi, l'acheminement de l'hydrogène consiste à transporter un liquide et non plus un gaz. La déshydrogénation est ensuite assurée au point d'utilisation de l'hydrogène. Le LOHC pauvre en hydrogène est le seul sous-produit de la réaction qui peut ensuite être réutilisé pour stocker à nouveau de l'hydrogène. Néanmoins, le haut cout énergétique pour déshydrogéner ces molécules constitue aujourd'hui un verrou à l'émergence de cette technologie. Les objectifs de cette thèse consistent donc à déterminer de nouvelles molécules LOHC dont l'enthalpie de déshydrogénation est inférieure à l'enthalpie de déshydrogénation de l'état de l'art N-Ethylcarbazole (50 kJ/mol H2). Ensuite, des tests expérimentaux évalueront la pertinence de ces molécules au niveau de leurs réactions d'hydrogénation et déshydrogénation.Dans cette thèse, la viabilité des LOHC potentiels a été évaluée au préalable en calculant leurs propriétés thermodynamiques par ab-inito Density Functional Theory. La gamme de température du liquide, les densités gravimétriques et volumétriques en hydrogène, l'accessibilité synthétique et la sécurité ont aussi été pris en compte. Bien qu'aucun potentiel LOHC ne possède une enthlapie inférieure à celles du N-Ethylcarbazole, ces critères ont mis en évidence l'intérêt des LOHC bifonctionnels jusqu'alors non étudiés, c'est-à-dire des systèmes LOHC dont les molécules peuvent stocker/libérer de l'hydrogène dans/à partir de deux fonctions chimiques différentes comme un cycle aromatique/cycle saturé et une cétone/alcool. Les performances et mécanismes de réaction du couple 1-Cyclohexylethanol/Acétophénone ont été évalués avec des catalyseurs hétérogènes commerciaux dans des systèmes batch en hydrogénation et déshydrogénation afin de développer des conditions de réaction adaptées à son cyclage.Ensuite, les voies de dégradation du LOHC ont été identifiées pour l'hydrogénation et la déshydrogénation et la formation des produits de dégradation a été liée aux différents composants du système LOHC. La modification du support, des additifs et la modification de la structure du LOHC en Dicyclohexylméthanol/Benzophénone ont ainsi été testés pour bloquer les voies de dégradation. Une méthodologie pour régénérer les LOHC déshydratés a également été développée. Un nouveau couple, Dodécahydrofluorèn-9-ol/Fluorèn-9-one a été suggéré en raison de la conversion accrue du Fluorène en Fluorèn-9-one dans les conditions développées. L'effet de la régénération sur le cyclage du LOHC a ensuite été testé. Enfin, le couple LOHC Cyclohexylméthanol/Benzylbenzoate a été étudié pour mettre en évidence l'effet du remplacement de la fonction cétone par un ester sur sa réactivité et stabilité
Hydrogen is an excellent energy vector to compensate for the intermittence of renewable energies, if it is stored and transported safely at low cost. However, hydrogen possesses a very low-density gas, thus its transport and storage present many challenges, both in terms of the quantity transported and in terms of its containment.A potential answer to these problems consists in using LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier) type organic molecules. These are capable of creating covalent bonds with hydrogen, thus improving the safety and handling of hydrogen while maintaining volumetric densities of hydrogen comparable to those of traditional storage systems. Indeed, LOHCs have hydrogen gravimetric densities at room temperature and atmospheric pressure that can be higher than those of 700 bar or cryogenic storage systems while limiting the associated risks. In general, LOHCs are liquid molecules capable of storing and producing hydrogen at a desired location and time through catalytic exothermic hydrogenation and endothermic dehydrogenation reactions. Thus, the transportation of hydrogen consists in transporting a liquid instead of a gas with the dehydrogenation carried out at the point of use of the hydrogen. The hydrogen-poor LOHC is the only by-product of the reaction that can then be reused to store hydrogen again. Nevertheless, the high energy cost to dehydrogenate these molecules is a barrier to the emergence of this technology. This thesis objetcives are therefore to determine new LOHC molecules whose dehydrogenation enthalpy is lower than the dehydrogenation enthalpy of the state of the art N-Ethylcarbazole (50 kJ/mol H2). Then, experimental tests will evaluate the suitability of these molecules for their hydrogenation and dehydrogenation reactions.In this thesis, the viability of potential LOHCs was previously evaluated by calculating their thermodynamic properties by ab-inito Density Functional Theory. The liquid temperature range, gravimetric and volumetric hydrogen densities, synthetic accessibility, and safety were also considered. Although no LOHC potential had a lower enthalpy than N-Ethylcarbazole, these criteria highlighted the interest of previously unstudied bifunctional LOHCs, i.e. LOHC systems whose molecules can store/release hydrogen in/from two different chemical functions such as an aromatic ring/saturated ring and a ketone/alcohol. The performance and reaction mechanisms of the 1-Cyclohexylethanol/Acetophenone couple were evaluated with commercial heterogeneous catalysts in hydrogenation and dehydrogenation batch systems in order to develop suitable reaction conditions for its cycling.Then, the LOHC degradation pathways were identified for hydrogenation and dehydrogenation and the formation of degradation products was related to the different components of the LOHC system. Modification of the carrier, additives and modification of the LOHC structure to Dicyclohexylmethanol/Benzophenone were thus tested to block the degradation pathways.A methodology to regenerate the dehydrated LOHC was also developed. A new couple, Dodecahydrofluoren-9-ol/Fluoren-9-one was suggested due to the increased conversion of Fluorene to Fluoren-9-one under the developed conditions. The effect of regeneration on the LOHC cycling was then tested.Finally, the LOHC Cyclohexylmethanol/Benzylbenzoate couple was studied to highlight the effect of replacing the ketone function with an ester. The effects of the modification on the reactivity and stability of the LOHC couple were rationalized

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Sun, Dongyue. "Complexes diimine-dioxime de cobalt pour l'électrocatalyse de production d'hydrogène : étude mécanistique et optimisation par intégration d'un réservoir d'électron." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAV062/document.

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La production de H2, à partir d'eau et d'énergie solaire, est probablement une solution d'avenir pour le stockage des énergies renouvelables. Pour éviter l’utilisation de platine, des catalyseurs à base de métaux abondants doivent être développés. Les complexes diimine-dioxime de cobalt sont parmi les catalyseurs bio-inspirés les plus performants. Dans ce travail, nous avons dans un premier temps élucidé le mécanisme de production d’hydrogène par ces complexes et extrait les paramètres cinétiques des différentes étapes en utilisant les méthodes et techniques électrochimiques les plus récentes. Une étude comparative via l’établissement d’une « courbe de Tafel catalytique » a mis en évidence l’excellente performance catalytique de ces complexes. Ensuite, une voie de synthèse permettant le couplage de ces complexes avec un motif fullerène réservoir d’électron a été développée, et a permis d’améliorer encore les performances catalytiques. Enfin, ce complexe a été intégré dans une photocathode à base de semi-conducteurs organiques
The production of H2 through sunlight-driven water splitting appears to be a promising solution for our future energy supply. Earth-abundant catalysts should be developed to replace platinum as water splitting catalysts. Bio-inspired cobalt diimine-dioxime complexes have emerged as one of the most versatile series of non-noble metal catalysts. In this work, the mechanism for H2 evolution mediated by this series of catalysts has been reinvestigated, and kinetic information have been determined thanks to recent advancements in electrochemical methodology. Their superior hydrogen evolution performance has been shown through comparative catalytic Tafel plots. Secondly, a synthetic route towards the incorporation of fullerene moieties, as electron reservoirs, in the vicinity of the catalytic center, has been developed. The resulting catalyst has shown improved catalytic activity and has been implemented in an operational H2-evoving photocathode based on organic semi-conductors

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Girard, Grégory. "Étude de nouvelles formes de matériaux basés sur le magnésium pour le stockage réversible de grandes quantités d'hydrogène : effet d'addition d'éléments de transition." Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10177.

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L’objectif de cette thèse est l’étude de nouvelles formes d’activation de matériaux à base de MgH2 en vue du stockage réversible de grandes quantités d’hydrogène. La température assez élevée de la réaction du magnésium à l’hydrogène est considérée être un frein à de nombreuses applications. Ici, de nouveaux alliages de formule Ca-Mg-Ni ont été élaborés pour permettre de travailler à des températures plus basses. Cependant leur capacité de stockage reste plus faible quoique déjà meilleure que la référence LaNi5. Sachant que la cinétique d’hydruration est favorisée dans des matériaux présentant une microstructuration très fine voir une taille de grains nanométrique, un travail pionnier a été réalisé en utilisant le procédé d’extrusion ECAP, en référence au procédé standard par « ball milling ». L’hydruration des matériaux extrudés a ensuite été mise en œuvre de façon convaincante. Si le broyage de MgH2 avec additifs de type métaux de transition conduit à des cinétiques de sorption rapides avec la création de cristallites nanostructurés, la réduction de la taille des interfaces avec les particules d’additif a été simulée à partir de couches nanométriques déposées par DLP afin de tenter de mieux comprendre le phénomène d’activation rentrant en jeu lors de l’hydruration du magnésium. Enfin, l’étude d’hydrures ternaires métastables élaborés sous hautes températures et hautes pressions a été effectuée afin d’analyser l’activation du magnésium atomiquement « dopé » de façon structurale
The aim of this thesis was the principles of activation of MgH2 based materials for fast and reversible hydrogen storage. The relatively high temperature of reaction of hydrogen with magnesium is said a brake for a systematic application in terms of hydrogenstorage. Here, new alloys of Ca-Mg-Ni formula allowing working close to room temperature were characterised. Although weaker storage capacity was realised, it overpasses that of the reference LaNis. If hydrogen sorpion kinetics are commonly improved when exhibiting a fme microstructure up to nanometric crystallites, here an original work was devoted to the use of extrusion ECAP process. Activation of extruded Mg-based alloys was achieved successfully. Ball-milling of MgH2 powders with small amount of selected 3-d transition metals leads to marked improvements of the hydrogen absorptionldesorption kinetics of nanostructured powders. The diffusion mechanism involving the fine interfaces created in PLD deposits allows understanding the so-called catalytic process in a multilayer. Finally, the study of new alloys as synthesized under high-temperature and high-pressure was undertaken to understand the activation at atomic scale but in ternary metastable hydrides

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Sáinz-García, Álvaro. "Dynamique de stockage souterrain de gaz : aperçu à partir de modèles numériques de dioxyde de carbone et d'hydrogène." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30187/document.

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L'atténuation du changement climatique est l'un des défis majeurs de notre époque. Les émissions anthropiques de gaz à effet de serre ont augmenté de façon continue depuis la révolution industrielle, provoquant le réchauffement climatique. Un ensemble de technologies très diverses doivent être mises en œuvre pour respecter les accords internationaux relatifs aux émissions de gaz à effet de serre. Certaines d'entre elles ont recours au sous-sol pour le stockage de diverses substances. Cette thèse traite plus particulièrement de la dynamique du stockage souterrain du dioxyde de carbone (CO2) et de l'hydrogène (H2). Des modèles numériques de transport réactif et multiphasiques ont été élaborés pour mieux comprendre la migration et les interactions des fluides dans des milieux poreux de stockage souterrain. Ils fournissent des recommandations pour améliorer l'efficacité, la surveillance et la sécurité du stockage. Trois modèles sont présentés dans ce document, dont deux dans le domaine du captage et du stockage du CO2 (CCS pour Carbon Capture and Storage), et le troisième s'appliquant au stockage souterrain de l'hydrogène (UHS pour Underground Hydrogen Storage). Chacun d'entre eux traite plus spécifiquement un aspect de la recherche : Modèle multiphasique appliqué au CCS L'efficacité et la sécurité à long terme du stockage du CO2 dépend de la migration et du piégeage du panache de CO2 flottant. Les grandes différences d'échelles temporelles et spatiales concernées posent de gros problèmes pour évaluer les mécanismes de piégeage et leurs interactions. Dans cet article, un modèle numérique dynamique diphasique a été appliqué à une structure aquifère synclinale-anticlinale. Ce modèle est capable de rendre compte des effets de capillarité, de dissolution et de mélange convectif sur la migration du panache. Dans les aquifères anticlinaux, la pente de l'aquifère et la distance de l'injection à la crête de l'anticlinal déterminent la migration du courant gravitaire et, donc, les mécanismes de piégeage affectant le CO2. La structure anticlinale arrête le courant gravitaire et facilite l'accumulation du CO2 en phase libre, en dessous de la crête de l'anticlinal, ce qui stimule la mise en place d'une convection et accélère donc la dissolution du CO2. Les variations de vitesse du courant gravitaire en raison de la pente de l'anticlinal peuvent provoquer la division du panache et une durée différente de résorption du panache en phase libre, qui dépend de l'endroit de l'injection
Climate change mitigation is one of the major challenges of our time. The anthropogenic greenhouse gases emissions have continuously increased since industrial revolution leading to global warming. A broad portfolio of mitigation technologies has to be implemented to fulfill international greenhouse gas emissions agreements. Some of them comprises the use of the underground as a storage of various substances. In particular, this thesis addresses the dynamics of carbon dioxide (CO2) and hydrogen (H2) underground storage. Numerical models are a very useful tool to estimate the processes taking place at the subsurface. During this thesis, a solute transport in porous media module and various multiphase flow formulations have been implemented in COMSOL Multiphysics (Comsol, 2016). These numerical tools help to progress in the understanding of the migration and interaction of fluids in porous underground storages. Three models that provide recommendations to improve the efficiency, monitoring and safety of the storages are presented in this manuscript: two in the context of carbon capture and storage (CCS) and one applied to underground hydrogen storage (UHS). Each model focus on a specific research question: Multiphase model on CCS. The efficiency and long-term safety of underground CO2 storage depend on the migration and trapping of the buoyant CO2 plume. The wide range of temporal and spatial scales involved poses challenges in the assessment of the trapping mechanisms and the interaction between them. In this chapter a two-phase dynamic numerical model able to capture the effects of capillarity, dissolution and convective mixing on the plume migration is applied to a syncline-anticline aquifer structure. In anticline aquifers, the slope of the aquifer and the distance of injection to anticline crest determine the gravity current migration and, thus, the trapping mechanisms affecting the CO2. The anticline structure halts the gravity current and promotes free-phase CO2 accumulation beneath the anticline crest, stimulating the onset of convection and, thus, accelerating CO2 dissolution. Variations on the gravity current velocity due to the anticline slope can lead to plume splitting and different free-phase plume depletion time is observed depending on the injection location. Injection at short distances from the anticline crest minimizes the plume extent but retards CO2 immobilization. On the contrary, injection at large distances from anticline crest leads to large plume footprints and the splitting of the free-phase plume. The larger extension yields higher leakage risk than injection close to aquifer tip; however, capillary trapping is greatly enhanced, leading to faster free-phase CO2 immobilization. Reactive transport model on convective mixing in CCS. Dissolution of carbon-dioxide into formation fluids during carbon capture and storage (CCS) can generate an instability with a denser CO2-rich fluid located above the less dense native aquifer fluid. This instability promotes convective mixing, enhancing CO2 dissolution and favouring the storage safety

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Bhouri, Maha. "Optimisation des transferts de chaleur dans un système de stockage d'hydrogène à base d'alanate de sodium." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2012. http://depot-e.uqtr.ca/4414/1/030309563.pdf.

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Viguier, Françoise. "Ecoulements diphasiques lors de la vidange d'un réservoir de gaz liquéfiés sous pression. Comparaison Eau - CFC11-CFC113." Paris, ENMP, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844457.

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Pour les études de sécurité industrielle, il est nécessaire d'évaluer le débit diphasique lors de vidanges accidentelles de stockages de gaz liquéfiés sous pression. Or, seules de rares études existent avec d'autres produits que l'eau. Le présent travail s'intéresse donc à l'influence de la nature du fluide mais aussi de la géométrie de la conduite. Nous avons conçu un montage expérimental (réservoir de 27 litres admettant une pression de 0,4 MPa) afin de comparer l'eau, le CFC11 et le CFC113 dans une même installation. Différentes conduites (diamètres 8 et 16 mm et longueurs de 0,1 à 0,6 m) ont d'abord été utilisées avec l'eau afin de déterminer la meilleure géométrie pour cette comparaison. Les mesures réalisées dans le réservoir montrent qu'au cours de la vidange il existe des oscillations de la pression, qui sont plus importantes pour les CFC que pour l'eau. Malgré ces différences, les trois fluides testes restent très prés des conditions d'équilibre. Les débits mesures sont ensuite comparés aux estimations de différents modèles. Les hypothèses les plus simples (Modèle homogène à l'équilibre) conduisent à une bonne évaluation du débit. Il ressort de cette analyse qu'il est nécessaire de considérer des frottements pour une bonne description des mesures faites le long de la conduite. Cependant, il existe des écarts résiduels entre les prévisions de ces modèles et les résultats expérimentaux: les débits mesures et ceux estimes ne sont pas égaux mais, de plus, le rapport de ces deux débits est différent selon le fluide utilisé. Pour expliquer ces écarts, il nous apparait nécessaire de prendre en compte simultanément des vitesses différentes (Echanges de quantité de mouvement entre les phases) d'une part et des écarts à l'équilibre d'autre part.

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Gondor, Germain. "Pour le stockage de l'hydrogène : Analyse thermodynamique de la formation d'hydrures métalliques et optimisation du remplissage d'un réservoir." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00782271.

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Les travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre du stockage d'hydrogène dans des hydrures métalliques. Plusieurs voies de stockage d'hydrogène existent. Afin de sécuriser des réservoirs gazeux sous haute pression (700 bar), une couche de composé intermétallique est insérée entre l'enveloppe interne d'aluminium (barrière physique pour l'hydrogène) et la matrice composite (pour la tenue mécanique du réservoir). En cas fissure de la couche d'aluminium, le composé métallique agit comme une éponge à hydrogène. C'est ce constat qui a motivé ce travail de thèse. Dans un premier temps, les travaux portent sur les modélisations des courbes d'équilibre (Pression-Composition-Isotherme) d'absorption/désorption d'hydrogène dans des composés intermétalliques. Une étude approfondie des modèles existants y est développée. Un nouveau modèle thermodynamique prenant en compte la transformation de phase (solution solide + H2 ↔ hydrures) et la dépendance thermique, est proposé. Dans un second temps, les cinétiques d'absorption/désorption d'hydrogène sont étudiées. Plusieurs approches ont été adoptées. Une approche se situe au niveau d'un grain et décompose le mécanisme d'absorption/désorption depuis l'hydrogène gazeux jusqu'à la formation d'hydrures, en passant (entre autres) par les étapes de chimisorption et de diffusion. La deuxième approche se place au niveau d'un lit granulaire où les effets de transport d'hydrogène et de transfert thermique sont étudiés. Finalement, basées sur la nouvelle modélisation des courbes d'équilibre, sur l'étude des cinétiques d'absorption/désorption et sur les modes de transport d'hydrogène et de transfert thermiques, des simulations de remplissage de réservoirs sont conduites. Une étude paramétrique est alors entreprise pour déterminer l'influence de divers paramètres sur les temps de remplissage.

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Bellenot, Grégoire. "Etude de l'influence de la distribution de fluide sur le comportement thermohydraulique d'un réservoir de stockage thermique mono-cuve dual-media." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI065.

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Dans le cadre du développement des énergies renouvelables et des énergies de récupération, le stockage thermique est un sujet de recherche majeur. Parmi les technologies prometteuses, le stockage de chaleur sensible mono-cuve est une alternative intéressante aux technologies habituelles à deux cuves. L’utilisation d’un milieu poreux granulaire, au lieu du milieu libre des stockages à thermocline, permet de réduire la quantité de fluide de stockage, souvent couteux. Dans ce type de technologie, l’influence de la distribution du fluide en entrée et sortie du milieux poreux sur les performances est peu étudiée.L’étude bibliographique du sujet a montré que la plupart des études expérimentales et numériques de stockages thermiques dual-media sont monodimensionnelles ou considèrent que la distribution du fluide est idéale, uniforme perpendiculairement à l’écoulement général. Toutefois, une étude récente remet en cause cette hypothèse, soulevant la question de l’impact potentiel de la distribution de fluide pour une application industrielle. Par ailleurs, les milieux poreux étudiés sont en général constitués de grains d’une seule granulométrie.Dans un premier temps, une campagne expérimentale est réalisée. Une installation expérimentale, utilisant un milieu poreux à double granulométrie, est utilisée pour effectuer des cycles de charges et de décharges avec un suivi des grandeurs physiques caractéristiques. Trois distributions de fluide sont disponibles pour l’entrée et la décharge du fluide à haute température. Les données récoltées donnent de premiers résultats sur l’influence de la distribution de fluide sur ce type de stockage et oriente la suite de l’étude. L’analyse des données permet également d’observer les imperfections de l’installations et d’en rechercher les causes et conséquences.Dans un second temps, le fonctionnement du stockage thermique mono-cuve dual-media est étudié numériquement. Un modèle numérique multi-dimensionnel et tenant compte de la granulométrie double est développé. Ce modèle, développé à partir de l’étude de la littérature pertinente et en particulier des travaux réalisés précédemment au Laboratoire de Stockage Thermique du CEA-LITEN, se base sur la résolution des équations classiques de la thermodynamique, appliquées à un milieu poreux. Sa spécificité est de résoudre une équation de conservation de la chaleur pour le fluide et une pour chacune des deux phases solides granulaires. Le modèle est validé par comparaison avec des résultats expérimentaux tirés de la campagne précédente, avec un accord acceptable.Le modèle développé est employé pour réaliser une étude théorique de l’influence de la distribution de fluide sur le comportement du stockage. Plusieurs tests de charge et de décharge en conditions idéalisés sont effectués sur un système représentant le milieu poreux de l’installation expérimentale. Deux distributions de fluide sont comparées, l’une uniformément répartie et l’autre avec un fort jet axial et centré. L’influence de la convection naturelle et de l’augmentation de vitesse du fluide liée à la distribution sont étudiés en répétant les mêmes tests après avoir modifiés les paramètres physiques du modèle. Les essais relient ces phénomènes physiques aux les comportements observés.Dans un dernier temps, les résultats obtenus expérimentalement et numériquement sont rassemblés et interprété dans le cas d’une éventuelle application industrielle. Dans le cas où l’impact de la distribution de fluide mis en évidence serait jugé suffisamment important, des recommandations sont apportées, basées sur les résultats précédents et une étude bibliographique des solutions techniques de distribution des fluides dans ce type de stockage thermique
In the context of the development of renewable energies and energy recovery, thermal storage is a major topic of research. Amongst promising technologies, one-tank sensible heat storage is an interesting alternative solution to usual two-tanks technologies. The use of a granular porous media, instead of thermocline storages’ free fluid volume, allows to reduce the amount of the often-expensive heat transfer fluid. Few studies exist on the influence of fluid distribution at the inlet and outlet of the porous media over performances of this kind of technology.The bibliographical review of this subject showed that most of experimental and numerical studies on dual-media heat storages are mono-dimensional or regard fluid’s distribution as ideal, which means perpendicular to the overall flow. However, a recent study questions this hypothesis, raising the issue of the potential influence of fluid distribution for an industrial application. Moreover, studied porous media are generally composed of one-sized particles.First, an experimental campaign is carried out. A test facility, using a two-sized particles porous media, is used to realise charge and discharge cycles with monitoring of characteristic physical values. Three fluid distributions are available for the inlet and outlet of high temperature fluid. Collected data give first results on the influence of fluid distribution over this type of storage and direct the next part of this study. The analysis of data also allows to highlight the imperfections of the experimental facility and to search for their causes and consequences.Secondly, the functioning of the one-tank dual-media heat storage is numerically studied. A multidimensional numerical model is developed, taking into account the two-sized particles of the porous media. This model, developed from the study of the relevant literature, especially the previous work from Thermal Storage Laboratory at CEA-LITEN, is based on the solving of thermodynamics’ usual equations, adapted to a porous media. Its specificity is to solve one heat conservation equation for the fluid and one for each of the granular solid phases. The model is validated by comparing its results with these extracted from the previous experimental campaign, with an acceptable agreement.The developed model is used to carry out a theoretical study of the influence of fluid distribution over the behaviour of the storage. Several charge and discharge tests are done, under idealised conditions, on a system representing the experimental facility. Two fluid distributions are compared, one is perfectly spread and the other with a strong centred axial jet. The influence of natural convection and of the augmentation of fluid’s velocity related to distribution are studied by repeating the same tests having modified the physical parameters of the model. The tests link theses physical phenomena to observed behaviours.Lastly, experimental and numerical results are gathered and interpreted in the case of a possible industrial application. In the case where the highlighted impact of fluid distribution would be evaluated high enough, recommendations are given, based on previous results and on a bibliographical review on technical fluid distribution solutions in this type of heat storage

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Delhomme, Baptiste. "Couplage d'un réservoir d'hydrure de magnésium avec une source externe de chaleur." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00767941.

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L'objectif de la thèse était d'étudier la faisabilité d'un couplage thermique entre un réservoir d'hydrure métallique et une source externe de chaleur. L'évolution des propriétés de composites à base d'hydrure de magnésium (MgH2) a été étudiée en fonction du nombre de cycles d'hydruration. On observe une très bonne stabilité de la capacité massique d'absorption sur le long terme (600 cycles réalisés). Les premiers cycles sont néanmoins marqués par une évolution importante de la microstructure qui dépend de la proportion et/ou de la nature de l'additif utilisé lors de la mécano-synthèse des poudre d'hydrure. Cette évolution est associée à une augmentation de la conductivité thermique, mais également à une légère dégradation des cinétiques intrinsèques de réaction ainsi qu'à une expansion volumique des composites. Nos mesures montrent que l'amplitude des contraintes mécaniques engendrées sur les parois d'un réservoir se stabilisent après une cinquantaine de cycles. Un réservoir contenant 10 kg de MgH2, et capable de stocker 6500 Nl d'hydrogène en 35 minutes a ensuite été développé au laboratoire. L'énergie des réactions d'absorption et de désorption est échangée avec une source externe de chaleur via un fluide caloporteur. Ce système permet de représenter l'intégration thermique d'un réservoir d'hydrure dans un système de cogénération. Un modèle numérique a été développé afin de mieux appréhender le comportement de ce réservoir. Des essais de couplage entre un réservoir de taille plus modeste et une pile à combustible haute température (SOFC) développant une puissance électrique de 1 kW ont également été réalisés au Politecnico di Torino.

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Truche, Laurent. "Transformations minéralogiques et géochimiques induites par la présence d'hydrogène dans un site de stockage de déchets radioactifs." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00439788.

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L'objectif de cette étude est d'évaluer la réactivité abiotique de l'hydrogène dans un site de stockage géologique de déchets radioactifs en formation argileuse. Nous montrons que l'hydrogène est un agent réducteur pouvant être impliqué dans des réactions d'oxydoréductions sous contrôle cinétique avec certaines espèces oxydées de la formation hôte du stockage. Le système soufre apparait tout particulièrement réactif vis-à-vis de la perturbation redox induite par la présence d'hydrogène, sa déstabilisation se traduit notamment par une importante production de sulfure. Notre étude expérimentale sur la réduction des sulfates par l'hydrogène montre que cette réaction ne peut pas être à l'origine de cette production de sulfure. En effet les temps de demi-vie pour les sulfates sont de l'ordre de 200.000 ans à 90°C et l'énergie d'activation de la réaction est très élevée (131 kJ/mol). Par contre, la pyrite est un oxydant potentiel pour l'hydrogène. Nous montrons que cette dernière réaction est possible sur de courtes périodes de temps dés 90°C. A des pH légèrement alcalins tels que ceux de l'eau porale d'une formation argileuse formation et des températures comprises entre 90 et 180°C, cette réaction conduit à la précipitation de pyrrhotite et à la production d'H2S. Nous proposons une loi de vitesse pour cette réaction pouvant être intégrée dans des simulations numériques évaluant la sûreté du stockage à long terme.

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Hosni, Bilel. "Élaboration par mécano-synthèse d'alliages à base Ti-Fe : caractérisation de leurs propriétés de stockage électrochimique d'hydrogène." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCA015.

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L’hydrogène est la solution potentielle pour réussir la transition énergétique d’un système actuel basé en grande partie sur les combustibles fossiles vers un système non émetteur de gaz toxiques et respectueux de l’environnement. Cependant, le stockage de l’hydrogène est un grand défi qui freine son application pratique dans les différents domaines. Les hydrures métalliques permettent de stocker une grande quantité d’hydrogène de façon réversible dans de bonnes conditions (Température, pression, sécurité…) comparée aux autres modes de stockage (gazeux et liquide). En plus, ces mêmes matériaux sont utilisés comme électrode négative dans les batteries Nickel-Métal Hydrure.Dans la première partie de cette thèse, les alliages Ti-Fe ont été synthétisés parmécanosynthèse pour différents temps de broyage et différents rapports massiquesbilles/poudre. Afin d’optimiser les paramètres d’élaboration, ces alliages ont été caractérisés par différentes techniques telles que la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage, la chronopotentiométrie, la chronoampérométrie et la voltamétrie cyclique.Dans une seconde partie, les alliages TiFe+4%MWNTs, TiFe0.95-xMx, TiFe0.90M0.10 etTiFe0.90Mn0.05V0.05 (x=0.05, 0.15) (M : Mn ou V) ont été élaborés selon les paramètres optimaux déterminés précédemment. L’influence de l’additif Nanotubes de Carbone à multiparois (MWNTs), de la substitution partielle du Fe par Mn et/ou V et de l’excès de Titane sur les propriétés structurales, morphologiques et électrochimiques telles que l’activation, la capacité de décharge électrochimique, la réversibilité, la tenue au cyclage, le coefficient de diffusion ont ensuite été étudiés. Les propriétés redox des électrodes, le potentiel de Nernst et la densité du courant d’échange, ont été déterminés, en se basant sur la première loi de Sternet le modèle théorique de Bulter -Volmer.Les résultats électrochimiques obtenus montrent que l’alliage TiFe+4 wt.% MWNTs présente les meilleures performances : une activation rapide (au 1er cycle) et une meilleure capacité maximale de décharge (266 mAh g-1) avec une réversibilité qui reste inchangée
Hydrogen is the potential solution to make a success of the energy transition of a current system basically based on fossil fuels towards a system friendly to environment. However, the storage of hydrogen is a big challenge that hinders its practical application in different areas.. Metal hydrides can store a large amount of hydrogen reversibly under good conditions (temperature, pressure, safety ...) compared to other storage modes (gaseous and liquid). In addition, these same materials are used as negative electrode in Nickel-Metal Hydride batteriesIn the first part of this thesis, Ti-Fe alloys were synthesized using mechanical alloying (MA) under argon atmosphere at room temperature, with different ball to powder weight ratio and at different milling times. In order to determine the optimal parameters of the elaboration the metallic composite were investigated using different techniques such as X-ray diffraction, scanning electron microscopy (EDS support), chronopotentiometry, chronoamperometry and cyclic voltammetry,In the second part, the metallic compounds, TiFe+4%MWNTs, TiFe0.95-xMx, TiFe0.90M0.10 and TiFe0.90Mn0.05V0.05 (x=0.05, 0.15) (M : Mn or V), which are used as the negative electrode material for Ni-MH secondary batteries, were synthesized by mechanical alloying according to optimal parameters, previously determined.The effect of MWNT addition, the Mn and/or V partial substitution for Fe and the excess of titanium on the structural, morphological and electrochemical parameters such as activation, electrochemical discharge capacity, reversibility, cycle life time and hydrogen diffusion coefficient were investigated.The redox properties of the electrodes such as the Nernst potential and the exchange current density were studied based on Stern’s first law and the theoretical model of Bulter-Volmer.The electrochemical properties of studied samples show the best performance for TiFe+4% MWNTs alloy. Indeed, this alloy presents a rapid activation (1st cycle) and a best discharge capacity (266 mAhg-1) with a reversibility remaining unchanged

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Boulin, Pierre. "Expérimentation et modélisation du transfert d'hydrogène à travers des argiles de centre de stockage de déchets radioactifs." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0086.

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Des gaz vont être générés par corrosion des conteneurs de déchets radioactifs au niveau d'un stockage en couche géologique profonde. Une bulle de gaz se crée et monte en pression. Si le gaz pénètre difficilement la formation géologique, l'augmentation de pression pourra la fissurer et créer des chemins préférentiels à la migration de radionucléides. Les argilites du Callovo-Oxfordien sont ici caractérisées. Un dispositif permettant de mesurer de très faibles perméabilités à l'hydrogène/hélium a été utilisé couplé au Dusty Gas Model. Les argilites proches de la saturation ont une porosité accessible au gaz inférieure à 1% voire 0,1% de la porosité totale. A partir de l'étude de l'effet Knudsen cette porosité pourrait être due à des pores de 50 à 200 nm de diamètre mis en évidence lors de la caractérisation des réseaux. En intégrant ces résultats dans un modèle opérationnel de l'ANDRA, la pression maximale atteinte au sein d'une alvéole de stockage serait de 83 bar
Gases will be generated by corrosion of high radioactive waste containers in deep geological repositories. A gas phase will be generated. Gas pressure will build up and penetrated the geological formation. If gases do not penetrate the geological barrier efficiently, the pressure build up may create a risk of fracturation and of creation of preferential pathways for radionuclide migration. The present work focuses on Callovo-Oxfordian argillites characterisation. An experiment, designed to measure very low permeabilities, was used with hydrogen/helium and analysed using the Dusty Gas Model. Argillites close to saturation have an accessible porosity to gas transfer that is lower than 0,1% to 1% of the porosity. Analysis of the Knudsen effect suggests that this accessible network should be made of 50 nm to 200 nm diameter pores. The permeabilities values were integrated to an ANDRA operating model. The model showed that the maximum pressure expected near the repository would be 83 bar

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Boulin, Pierre. "Expérimentation et Modélisation du Transfert d'hydrogène à travers des argiles de centre de stockage de déchets radioactifs." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00331826.

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Des gaz vont être générés par corrosion des conteneurs de déchets radioactifs au niveau d'un stockage en couche géologique profonde. Une bulle de gaz se crée et monte en pression. Si le gaz pénètre difficilement la formation géologique, l'augmentation de pression pourra la fissurer et créer des chemins préférentiels à la migration de radionucléides. Les argilites du Callovo-Oxfordien sont ici caractérisées. Un dispositif permettant de mesurer de très faibles perméabilités à l'hydrogène/hélium a été utilisé couplé au Dusty Gas Model. Les argilites proches de la saturation ont une porosité accessible au gaz inférieure à 1% voire 0,1% de la porosité totale. A partir de l'étude de l'effet Knudsen cette porosité pourrait être due à des pores de 50 à 200 nm de diamètre mis en évidence lors de la caractérisation des réseaux. En intégrant ces résultats dans un modèle opérationnel de l'ANDRA, la pression maximale atteinte au sein d'une alvéole de stockage serait de 83 bar.

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Jeandel, Elodie. "Monitoring géochimique par couplage entre les gaz rares et les isotopes du carbon : étude d'un réservoir naturel." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112318.

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Dans un objectif de limitation des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, la séquestration géologique du CO2 apparait comme une solution incontournable pour lutter contre le changement climatique. Le développement d’outils de surveillance fiables pour s’assurer de la pérennité et de la sécurité des stockages est un préalable à la mise en œuvre des tels sites. Dans ce cadre, une méthodologie de monitoring géochimique combinant la géochimie des gaz rares et des isotopes du carbone a été testée sur des analogues naturels et industriels. Sur les analogues naturels de contextes géologiques variés, des comportements systématiques des paramètres géochimiques en fonction du confinement des sites ont pu être révélés, attestant de l’efficacité de ces outils en termes de détection des fuites et en tant que traceurs du comportement du CO2 dans les futurs sites de stockage. De plus, une expérience de traçage géochimique sur un stockage de gaz naturel a démontré qu’il est possible d’identifier les processus physico-chimiques se déroulant dans le réservoir à l’échelle humaine, renforçant l’intérêt pour l’outil proposé et apportant des informations méthodologiques sur son utilisation
To limit emissions of greenhouse gases in the atmosphere, CO2 geological sequestration appears as a solution in the fight against climate change. The development of reliable monitoring tools to ensure the sustainability and the safety of geological storage is a prerequisite for the implementation of such sites. In this framework, a geochemical method using noble gas and carbon isotopes geochemistry has been tested on natural and industrial analogues. The study of natural analogues from different geological settings showed systematic behaviours of the geochemical parameters, depending on the containment sites, and proving the effectiveness of these tools in terms of leak detection and as tracers of the behaviour of CO2. Moreover, an experience of geochemical tracing on a natural gas storage has demonstrated that it is possible to identify the physical-chemical processes taking place in the reservoir to a human time scale, increasing interest in the proposed tool and providing general informations on its use

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Zhao, Weigang. "Synthèse et caractérisation de matériaux carbonés microporeux pour le stokage de l'hydrogène." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0093/document.

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Cette thèse présente la préparation, la caractérisation et l'évaluation en termes de capacité de stockage d'hydrogène de charbons actifs optimisés pour cette application. L'objectif était de développer des matériaux qui puissent atteindre ou approcher la capacité de stockage visée par le Département Américain à l'Énergie pour 2015, soit 5.5 % en masse du système de stockage. Dans ce but, les recherches rapportées ici se sont focalisées sur : (1) l'étude et la compréhension des conditions expérimentales de préparation de ces adsorbants ; (2) l'optimisation de leur texture poreuse pour le stockage d'hydrogène ; (3) l'étude des corrélations entre capacité de stockage d'hydrogène et paramètres texturaux (aire spécifique, volumes poreux et distributions de tailles de pores) ; (4) l'étude du dopage des matériaux par de l'azote et des nanoparticules métalliques. Des capacités de stockage égales à 6.6 % en masse de l'adsorbant à 77K et 4 MPa d'une part, et de 1.0 % massique à 298K et 20 MPa d'autre part, ont été obtenues dans ce travail, parmi les plus élevées qui aient été rapportées dans la littérature
This thesis describes the preparation, the characterisation and the performances in terms of hydrogen storage capacity of activated carbons designed for such application. The objective was to develop materials that might be able to meet or approach the storage capacity targeted by the US Department of Energy for 2015, i.e. 5.5 wt. % with respect to the whole storage system. With this aim in view, the researches reported here focused on: (1) investigation and understanding of experimental conditions for preparing such adsorbents; (2) optimization of their porous texture for hydrogen storage; (3) correlations between hydrogen storage capacity and textural parameters (surface area, pore volumes and pore size distributions); (4) investigation of materials doping by nitrogen and metal nanoparticles. Storage capacities of 6.6 % in weight with respect to adsorbent at 77K and 4 MPa on one hand, and of 1 wt. % at 298K and 20 MPa on the other hand, were obtained in the present thesis, among the highest reported so far in the open literature

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Shah, Virenkumar. "Propriétés interfaciales contrôlant la sécurité du stockage géologique des gaz acides." Pau, 2008. http://www.theses.fr/2008PAUU3015.

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Le stockage des gaz acides (CO2, H2S) en formation géologique profonde est à la fois un moyen de réduire les émissions atmosphériques de CO2 et une alternative intéressante à la transformation de l’hydrogène sulfuré (H2S) en soufre par le procédé Claus. Etant moins dense que les fluides en place (comme l’eau), le gaz injecté dans la formation s’accumule sous la roche de couverture, qui est en général peu perméable et imbibée d’eau. Dans cette thèse sont examinées les propriétés interfaciales contrôlant l’étanchéité capillaire de cette couverture : la tension interfaciale (TI) eau/gaz et la mouillabilité à l’eau de la roche de couverture. Ces propriétés ont été mesurées dans les conditions du stockage (jusqu’à 150 bar et 120°C), et un modèle simple est proposé qui permet de prédire les TI entre l’eau et un composé peu polaire. Lorsque la pression augmente, la TI entre l’eau et la phase riche en H2S diminue, pour atteindre un plateau de l’ordre de 9-10 mN/m à des températures et pressions supérieures à 70°C et 120 bar. En revanche, l’altération de mouillabilité à l’eau induite par le gaz acide, évaluée à partir de mesures d’angle de contact, est limitée dans le cas de substrats naturels ou représentatifs de minéraux présents dans les roches de couverture, à l’exception du mica qui présente en présence d’H2S une altération significative de sa mouillabilité à l’eau. Ces propriétés ont un impact important sur les quantités d’intérêt pratique dans le stockage géologique, telle que la pression maximale d’injection et de stockage et la capacité de stockage d’une formation donnée : ces quantités sont diminuées dans le cas d’un gaz riche en H2S relativement au méthane ou au CO2
Acid gas geological storage is a process under which acid gas (CO2, H2S) is injected in a geological formation and thus stored away from the atmosphere for a long time (hundreds of years). It is a promising process to reduce CO2 atmospheric emissions and an alternative to the transformation of H2S into sulphur by the Claus process. In this process, the acid gas buoyantly rises to the top of the formation and accumulates beneath the caprock, a low permeable medium imbibed with water. This thesis investigates the interfacial properties involved in capillary failure of the caprock: water/acid gas interfacial tension (IFT) and caprock’s water-wettability. It presents the first ever systematic IFT and contact angle measurements under storage conditions (up to 150 bar and 120°C) with H2S-rich acid gases, as well as a model to predict IFTs between water and non-polar or slightly-polar compounds. Water/H2S IFT decreases with increasing pressure and levels off at around 9-10 mN/m at high pressure and temperature (T ≥ 70°C, P > 120 bar). However, wettability alteration due to the presence of dense acid gas is limited in the case of natural and model substrates typically present in the caprock, except in the case of mica, which exhibits pronounced alteration in the presence of H2S. These properties have a strong impact on various quantities of practical interest in geological storage, such as the maximum injection and storage pressure and potential storage capacity of a given formation. These quantities are significantly lowered in the case of H2S-rich gas as compared to CH4 and even CO2; they should be carefully determined when planning an acid gas geological storage operation

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Lemembre, Alain. "Evolution par convection naturelle d'une stratification formée de deux couches liquides dans un réservoir cylindrique." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1999. http://www.theses.fr/1999ECAP0618.

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Au moyen de simulations numériques, ce travail identifie les mécanismes qui pilotent le mélange au sein d'une stratification thermique et massique. Le mélange est provoqué par la convection naturelle induite au sein d'un liquide contenu dans un réservoir cylindrique vertical et chauffe latéralement. La stratification se présente initialement sous la forme de deux couches séparées par une interface diffusive d'épaisseur finie, la couche inferieure étant plus chaude et plus concentrée en soluté. La principale motivation de cette étude est la compréhension du phénomène de rollover, un mélange au sein des réservoirs de gaz naturel liquéfié (GNL) induisant une soudaine augmentation de l'évaporation à la surface libre. Le premier chapitre fait le point des connaissances sur le phénomène de rollover. Le deuxième chapitre propose une description du système en termes de groupements sans dimensions. L'épineux problème du respect des conditions de similitude est abordé. Le troisième chapitre expose les méthodes numériques employées dans les simulations. L'accent est mis sur les problèmes numériques qui constituent le premier obstacle à la réalisation de la similitude. Le délicat problème de viscosité artificielle, récurrent en simulation numérique, est caractérisé quantitativement dans la configuration qui nous intéresse. Ces considérations numériques sont suivies d'aspects physiques par l'étude d'une part d'un mélange dans l'eau salée, d'autre part d'un mélange dans le GNL. Le quatrième et dernier chapitre est axé sur l'évolution du GNL avec évaporation en surface libre. Des structures convectives originales sont mises en évidence. Ce chapitre propose une vision du rollover dont on espère qu'elle puisse inspirer les modélisateurs du rollover.

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Vidal, Sandrine. "Méthodologie d'interprétation des paramètres réservoir à partir des mesures du monitoring sismique, intégrant l'aspect géomécanique." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066369.

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Viguier, Françoise. "Écoulements diphasiques lors de la vidange d'un réservoir de gaz liquéfiés sous pression. Comparaison Eau - CFC11-CFC113." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844457.

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Анотація:

Pour les études de sécurité industrielle, il est nécessaire d'évaluer le débit diphasique lors de vidanges accidentelles de stockages de gaz liquéfiés sous pression. Or, seules de rares études existent avec d'autres produits que l'eau. Le présent travail s'intéresse donc à l'influence de la nature du fluide mais aussi de la géométrie de la conduite. Nous avons conçu un montage expérimental (réservoir de 27 litres admettant une pression de 0,4 MPa) afin de comparer l'eau, le CFC11 et le CFC113 dans une même installation. Différentes conduites (diamètres 8 et 16 mm et longueurs de 0,1 à 0,6 m) ont d'abord été utilisées avec l'eau afin de déterminer la meilleure géométrie pour cette comparaison. Les mesures réalisées dans le réservoir montrent qu'au cours de la vidange il existe des oscillations de la pression, qui sont plus importantes pour les CFC que pour l'eau. Malgré ces différences, les trois fluides testes restent très prés des conditions d'équilibre. Les débits mesures sont ensuite comparés aux estimations de différents modèles. Les hypothèses les plus simples (Modèle homogène à l'équilibre) conduisent à une bonne évaluation du débit. Il ressort de cette analyse qu'il est nécessaire de considérer des frottements pour une bonne description des mesures faites le long de la conduite. Cependant, il existe des écarts résiduels entre les prévisions de ces modèles et les résultats expérimentaux: les débits mesures et ceux estimes ne sont pas égaux mais, de plus, le rapport de ces deux débits est différent selon le fluide utilisé. Pour expliquer ces écarts, il nous apparait nécessaire de prendre en compte simultanément des vitesses différentes (Échanges de quantité de mouvement entre les phases) d'une part et des écarts à l'équilibre d'autre part.

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Peu, Pascal. "La gestion des effluents d'élevage et la production d'hydrogène sulfuré, cas particulier de la méthanisation." Phd thesis, Université Rennes 1, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00634913.

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Анотація:

La première partie de ce travail de thèse s'est intéressée à l'impact des régimes alimentaires des porcs sur la quantité de soufre présente dans les déjections. La charge en soufre apportée par chacun des ingrédients qui composent la formulation a été analysée. La rétention et l'excrétion du soufre ingéré par les animaux (porcs) ont été évaluées par une étude in-vivo. Le soufre absorbé par les animaux est faiblement retenu, au-delà des besoins nutritionnels, il est excrété principalement sous la forme de sulfates, par la voie urinaire. La dynamique des sulfates dans le lisier a été évaluée par une simulation de stockage anaérobie, ils sont consommés et transformé en sulfure d'hydrogène, lequel est, soit transféré vers la phase gazeuse, soit stocké dans la phase liquide. La principale voie de production étant la réduction dissimilatrice des sulfates. La deuxième partie de ce travail de thèse est consacrée au devenir du soufre dans les unités de méthanisation agricoles où la production d'hydrogène sulfuré est sous la dépendance des mélanges de co-substrats digérés. Un inventaire des différents substrats utilisables par les unités de méthanisation à la ferme a donc été réalisé. Les teneurs en soufre total ainsi que les potentiels méthanogènes pour chacun de ces substrats ont été déterminés et un potentiel sulfurogène (concentration maximale d'hydrogène sulfuré du biogaz pour un substrat donné) a été défini. Grâce à ces données, un ratio C/S a pu être défini, lequel a permis de classer les différents substrats quant à leur potentialité à produire de l'hydrogène sulfuré. Les algues vertes d'échouage, substrat à faible ratio C/S, ont été testées sur des pilotes de digestion anaérobie en co-digestion avec des lisiers de porcs. Pour ces algues, le faible potentiel de production de biogaz couplé aux fortes teneurs en hydrogène sulfuré du biogaz mesuré avec nos essais limite fortement l'intérêt de leur utilisation dans les filières de méthanisation à la ferme.

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