Stockage électrothermique en chaleur latente par matrice conductrice issue des copeaux métalliques recyclés : vers une approche circulaire de la décarbonation de l’industrie.
1.Objectifs La décarbonation des procédés industriels impose le développement de solutions de stockage thermique efficaces et circulaires, capables de coupler conversion électrique et stockage de chaleur. Cette étude explore une voie de valorisation énergétique et matérielle à travers un système de stockage à chaleur latente intégrant une matrice conductrice issue de copeaux métalliques recyclés. L’objectif est de démontrer la faisabilité d’un chargement électrothermique in-situ par effet Joule et d’en évaluer la stabilité thermique, en vue d’applications industrielles de type Power-to-Heat.
2.Méthodes Un composite a été élaboré en incorporant des fragments d’acier inoxydable issus des rebuts des procédés métallurgiques dans une paraffine liquide RT70HC. La matrice métallique améliore à la fois la conductivité thermique et électrique, permettant une conversion électrothermique directe et accélérant le transfert de chaleur lors des cycles de fusion et de solidification. Les cycles de charge ont été réalisés sous une alimentation en courant continue (20V - 20A) avec suivi des températures par thermocouples type K. Les propriétés thermophysiques et la stabilité du composite ont été caractérisées par DSC et ATG.
3.Résultats Les essais expérimentaux ont mis en évidence une fusion homogène du matériau lors du chargement électrothermique, quatre fois plus rapide que le chauffage par fluide caloporteur (0,5 h contre 2 h). La matrice métallique assure une distribution quasi uniforme du flux de chaleur et une meilleure conductivité effective, améliorant la phase de décharge d’environ 50 %. Après 25 cycles avec une montée en température à 160 degC pour le dernier cycle, aucune dégradation chimique ou séparation de phase n’a été observée. Ces résultats valident la robustesse du couplage électrothermique et l’intérêt du recyclage métallique pour des systèmes de stockage à faible émission de carbone.
Conclusion. Cette approche de stockage électrothermique à matrice recyclée combine efficacité énergétique, sobriété matérielle et valorisation directe de l’électricité en chaleur. Elle ouvre la voie à des modules Power-to-Heat intégrés, simplifiant la conversion et le stockage thermique pour la décarbonation des procédés industriels.
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