Caractérisation de matériaux de stockage à chaleur latente par la thermodynamique des processus irréversibles
Le stockage d’énergie devient un élément clé dans la chaîne énergétique en permettant la mise en phase de la production à la consommation. Le changement de phase solide/liquide peut être mis à profit pour pouvoir réaliser un stockage performant. Ces performances sont directement liées aux propriétés des matériaux tant en termes de stockage (chaleur latente, capacités thermiques des phases solide et liquide) et de transfert (conductivités thermiques). Il a été montré précédemment l’intérêt de la thermodynamique des processus irréversibles en vue de l’identification de ces propriétés, en particulier de l’effusivité et la conductivité. Désormais, il s'agit d'évaluer la production d'entropie à partir de la résolution de l'équation bilan de la chaleur et de l'entropie. La méthode expérimentale consiste en la mesure et le traitement des températures superficielles et des flux de chaleur sur un matériau soumis à une sollicitation dynamique. Ainsi, le banc expérimental est constitué d’un échantillon accolé à une paroi dont on peut faire varier la température et isolé par ailleurs. Un capteur planaire inséré entre la paroi et l’échantillon mesure à la fois le flux et la température. Il s'agit de déterminer la production d'entropie au cours de la phase de charge. On compare les résultats obtenus sur des matériaux à changement de phase à base de paraffine telle que RT28 (Rubitherm) et qui imprègne une matrice de graphite poreuse. Cette matrice de graphite procure au matériau à changement de phase une conductivité thermique nettement plus élevée permettant des puissances de charge et de décharge aussi plus fortes. Les expressions de la production d’entropie lors de la charge ont été établies pour différents types de conditions limites. La thermodynamique des processus irréversibles conduit à l'obtention de la production d'entropie qui peut permettre d'établir l'efficacité exergétique du stockage.
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