Soutenance de thèse d'Isis DUREUIL

doctorante au Centre RAPSODEE UMR CNRS 5302

sur "Solutions pour la valorisation de chaleur fatale haute température en milieu corrosif"

jeudi 11 décembre à 9h00

Amphi 2 - IMT Mines Albi

THÈSE CONFIDENTIELLE

Composition du jury

    •    M. Doan PHAM MINH : Centre RAPSODEE UMR CNRS 5302 IMT Mines Albi - Directeur de thèse
    •    Mme Yasmine LALAU : Centre RAPSODEE UMR CNRS 5302 IMT Mines Albi - Co-encadrante de thèse
    •    M. Bernard NORMAND : INSA Lyon - Examinateur
    •    M. Quoc-Nghi PHAM : Université Paris-Saclay - Examinateur
    •    M. Jean-Pierre BEDECARRATS : ENSGTI - Rapporteur
    •    Mme Virginie ROCHE : Grenoble INP UGA - Rapporteure

Résumé

Le potentiel mondial de chaleur fatale a été estimé à 3 500 TWh, perdue sous forme de fumée (100-1 000°C) et d'effluents (35-85°C). Sa valorisation est une solution prometteuse pour améliorer l'efficacité énergétique et réduire l'impact environnemental des procédés industriels. Pour cela, la société Eco-Tech Ceram commercialise un système de stockage d'énergie thermique thermocline appelé Eco-Stock® qui récupère la chaleur fatale des fumées de fours industriels et restitue l’énergie lors des besoins. En revanche, ces fumées peuvent contenir des acides, des bases ou des poussières qui exposent les matériaux du système à des problèmes de corrosion sèche, ainsi qu'à des phénomènes de corrosion humide lorsque les fumées chaudes se condensent au contact du système encore froid au début de la charge. Pour relever ce problème, le laboratoire commun SOLUTEC entre Eco-Tech Ceram et le Centre RAPSODEE a été créé afin de prédire de nouvelles versions résistantes à la corrosion d’Eco-Stock®. Ce travail a permis d’étudier la compatibilité entre les fumées industrielles chaudes et 5 nuances métalliques (316L, 310, 304L, 321 et corten A) pouvant être utilisées pour la solution Eco-Stock®. D'une part, les compositions des fumées ont été déterminées à partir de mesures effectuées sur site dans des industries céramiques et reproduites à l'échelle du laboratoire afin de mener une étude cinétique de la corrosion sèche. Cette étude a été suivie avec la variation de masse et l’aspect de la surface de l'échantillon, et les résultats ont été comparés à des échantillons exposés directement dans des conditions réelles industrielles. D'autre part, des études thermodynamiques basées sur ces compositions ont permis de déterminer les conditions de condensation (température, pression) et la spéciation, qui ont ensuite été utilisées à l'échelle du laboratoire pour l'étude cinétique de la corrosion humide. L'influence des paramètres opérationnels tels que le temps d'exposition, la température, les cycles et la nature des condensats a été étudiée. La compréhension des phénomènes de condensation et de corrosion peut être complexe et nécessite la connaissance préalable de nombreuses données (fumées, matériaux, conditions de fonctionnement) mais les résultats de la corrélation entre la dissolution et les changements de masse ont fourni des informations précieuses sur l'ensemble des processus cinétiques.