Récupération de chaleur fatale à partir de sources industrielles à hautes températures 2.0 – ACACIA-2

Dans le contexte actuel de réduction des gaz à effet de serre, l'amélioration de l'efficacité énergétique dans les industries utilisant des procédés à haute température nécessite le développement de solutions de récupération de chaleur à haute température. Pour décarboner l'industrie du verre, l'utilisation de l'hydrogène comme vecteur énergétique alternatif pour la combustion est une option prometteuse, mais des recherches supplémentaires et des améliorations des procédés sont nécessaires pour valider cette solution. En effet, le remplacement des combustibles fossiles par l'hydrogène entraîne des conditions de combustion totalement nouvelles, comme une température de flamme plus élevée qui peut induire des émissions de NOx plus importantes et une teneur en eau plus élevée dans les fumées. Les modifications de ces paramètres clés pourraient avoir un effet néfaste sur les matériaux utilisés pour la capture de la chaleur fatale. Nous proposons d'évaluer cet impact sur la durabilité et les propriétés thermiques de certains matériaux à destination de l'industrie verrière comme les régénérateurs ou échangeurs de chaleur. Un nouveau concept d'échangeur de chaleur est introduit dans cette étude pour améliorer la récupération de la chaleur fatale en utilisant des mousses céramiques poreuses aléatoires ou structurées. Le vieillissement des matériaux utilisés dans ces échangeurs est étudié dans le cas de fours à combustion fonctionnant à l'O2/H2. Un modèle multi-physique avec des transferts de chaleur couplés à différentes échelles sera également proposé.

Ce projet s'inscrit dans le cadre de la récupération de la chaleur dite "fatale" de sources industrielles à Haute Température - HT (>600°C), voire Ultra Haute Température - UHT (>1000°C). L'objectif est d'étudier les aspects liés à la capture de la chaleur via des gaz chauds issus de sources industrielles (fours) avec combustion dopée en O2 et/ou H2 par des échangeurs volumiques poreux.