Recherche et innovation

SEMISOL - Etude de faisabilité d'une technologie de séchage par concentrateur à miroir de Fresnel solaire.

statut du projet | En cours
Détails de la manifestation
Date de début : Janvier 2015
Date de fin : Janvier 2017
Appel à projets de recherche : APRED - Énergie durable : production, gestion et utilisation efficaces
Année de l’appel à projets : 2015
Programme de la stratégie de Recherche : Cadre Bâti , des territoires durables aux bâtiments performants
Programme de la stratégie de Recherche : Transports et mobilités
Programme de la stratégie de Recherche : Systèmes énergétiques intelligents
Programme de la stratégie de Recherche : Ecoconception et écoefficience des systèmes de production
Programme de la stratégie de Recherche : Production, gestion et stockage de vecteurs énergétiques
Programme de la stratégie de Recherche : Déchets et matière, collecte, tri, recyclage et valorisation
Organisme coordinateur : IDHELIO
Partenaires : ARMINES
Partenaires : LFG
Zone d’implantation
des porteurs du projet :
Occitanie / Tarn / ALBI

Le projet de recherche est terminé, le rapport final est disponible en ligne : https://librairie.ademe.fr/energies-renouvelables-reseaux-et-stockage/3131-semisol-sechage-par-concentrateur-a-miroir-de-fresnel-solaire.html

La ressource solaire thermique reste très peu utilisée dans les processus de séchages industriels du fait de la faible adéquation des technologies conventionnelles disponibles. L’objectif du projet SEMISOL est de valider la pertinence de la technologie HELIO SMART (concentrateur solaire à miroir de Fresnel avec stockage thermique en lit de roche et produisant directement de l’air jusqu’à 250°) développée par IDHELIO.

Un projet de recherche, basé sur une technologie déjà existante

La solution proposée par IDHELIO est innovante par sa capacité à produire directement de l’air à 250°C et par la capacité du module de stockage thermique à en conserver la chaleur dans son lit de roche.

Cette technologie présente de nombreux avantages : l’air chaud à 250°C peut être injecté directement dans le process de séchage induisant une fort coefficient d’effacement de l’énergie fossile utilisée. Le système simple et efficace peut facilement être mis en œuvre sur de nombreux sites industriels. La présence du stockage thermique permet d’adapter la production de chaleur au cycle de séchage malgré l’intermittence solaire.

La technologie HELIO SMART peut facilement être adaptée pour de nombreux produits à sécher : fruits & légumes, bois, matériaux de construction, boues de station d’épuration… et être étendue à de nombreux autres secteurs d’applications : pasteurisation, toastage, traitement de surface, préchauffage d’air de combustion, déshumidification et production de froid

Cadre et contraintes de recherche

Les travaux du projet SEMISOL ont été conduits sur la plateforme expérimentale d’IDHELIO située sur le campus de l’Ecole des Mines d’Albi Carmaux. Le programme de travail comporte :

  • Un volet d’étude théorique et de modélisation,
  • Un deuxième volet de couplage de la centrale solaire HELIO SMART avec une cabine de séchage par léchage en boucle et avec injection d’air chaud et extraction de l’air humide.
  • Un troisième volet a permis la validation du couplage avec la mise en œuvre de cycles de séchage sur la base d’une ressource solaire.

Des comparaisons entre cycles de séchage expérimentaux et simulés ont pu être effectuées. La sensibilité des principaux paramètres (cinétique de séchage, température et débit du flux d’air injecté, dimension de la cabine de séchage,) sur le temps de séchage et les consommations spécifiques a été étudiée. Les modes de pilotage des systèmes couplés ont été analysés.

Une ouverture confirmée vers d’autres domaines

La partie expérimentale a permis de valider la faisabilité du couplage du séchage solaire pour différents produits témoins (mousse humide) et réels (banane, pomme) et pour des hybridations avec des ressources électriques et propanes. Des essais avec récupération de chaleur par un échangeur sur le circuit d’extraction de l’air humide ont également étés menés.

Enfin ces travaux ont été complétés par une évaluation technico-économique de ce type d’applications pour des implantations en France et à l’international.

Le projet SEMISOL est terminé depuis l’été 2017. Les études des performances du système HELIOSMART ont montré sa capacité d’atteindre la cible de productivité solaire de 550 kWh/m2/an sur le site d’Albi pour un niveau de température de 250°C. Le stockage thermique affiche une densité volumique de 62 à 85 kWh/m3 (selon le choix du matériau) pour un besoin de chaleur utile à 80°C contre 23 kWh/m3 pour de l’eau.

Une 1ere exploitation industrielle prévue

Le projet SEMISOL a permis d’identifier le site industriel de la société FRUIT GOURMET pour accueillir la première unité de taille industrielle du procédé HELIO SMART. La société FRUIT GOURMET effectue de manière constante sur l’année des opérations de séchage et pasteurisation sur une large gamme de fruits. La centrale HELIO SMART qui a bénéficié du soutien des Investissements d’Avenir est implantée en ombrière parking avec une surface de miroir de 200 m2 et un stockage thermique de 20 m3. La centrale est actuellement en cours de mise en service.

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