Activites de recherche et formation doctorale

5.2.4 : Les calculs radiatifs

Le rayonnement solaire concentré permet d’obtenir au foyer des concentrateurs des densités de flux très importantes (jusqu’à 20 MW par m²). Les besoins actuels en chimie solaire et en production d’électricité solaire par voie thermodynamique nécessitent des outils de conception de concentrateurs de plus en plus précis et rapides.

Comme nous l’avons vu plus haut, notre équipe a mis au point de nouvelles méthodologies pour le calcul des transferts radiatifs, basées sur des algorithmes statistiques de type Monte-Carlo. Leur application aux calculs des flux solaires concentrés engendrés par des champs de miroirs semble très prometteuse, et permettrait une optimisation plus efficace de la conception de tout concentrateur de l’énergie solaire. Nous avons donc décidé de proposer un nouveau travail de thèse sur ce sujet.
Le travail que nous allons entamer sera donc de formaliser le problème de la concentration du rayonnement solaire, puis d’adapter les algorithmes développés à ce cas particulier. Les premiers résultats, sur des configurations simplifiées, seront comparés à des solutions analytiques connues, et les résultats des simulations complètes seront confrontés à des mesures effectuées sur le champ d’héliostat du projet PEGASE du PROMES.
Ensuite, ces algorithmes devront être intégrés dans une plate-forme logicielle pour permettre l’optimisation de la conception des concentrateurs en fonction des cartes de flux à obtenir à leurs foyers pour des applications à hautes et très hautes températures (jusqu’à 2500 K).