Faciliter la transition de l’Europe vers un système énergétique fiable et rentable
Mue par l’ambition de devenir le premier continent neutre en carbone et indépendant sur le plan énergétique, l’Europe investit fortement dans les sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie éolienne et solaire. Mais pour être véritablement durable, l’énergie propre produite par ces sources doit être utilisée de manière efficace à la fois pendant les périodes de pointe et les périodes creuses. «L’énergie renouvelable est tout particulièrement adaptée à une utilisation immédiate», déclare Isaac Boxx, chercheur à l’Institut de technologie de la combustion du Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR). «La difficulté, c’est de trouver comment utiliser efficacement l’énergie produite pendant les périodes creuses qui n’est pas nécessaire dans l’immédiat.» L’une des options consiste à utiliser cet excès d’énergie pour produire de l’hydrogène. «L’hydrogène peut être mélangé au gaz naturel et distribué aux fournisseurs d’énergie», explique Isaac Boxx. «Pour ce faire, l’hydrogène doit être soit brûlé dans des centrales à turbine à gaz traditionnelles, un processus qui pourrait avoir une incidence sur la dynamique des flammes turbulentes, la stabilité de la combustion et la formation de polluants.» Fort du soutien du projet HyBurn, financé par l’UE, Isaac Boxx dirige une équipe dont l’objectif est d’améliorer notre compréhension de la structure et de la dynamique des flammes turbulentes de gaz naturel enrichi en hydrogène dans les conditions de charge à haute pression et à haute température présentes dans une chambre de combustion de turbine à gaz. «Ce faisant, nous cherchons à faciliter la transition de l’Europe vers un système énergétique fiable et rentable qui repose sur une production d’énergie renouvelable décarbonée», ajoute-t-il.
Une riche base de données de mesures expérimentales avancées
L’une des principales entraves à l’étude des flammes enrichies en hydrogène a été le manque d’accès à des données expérimentales de qualité. «Les défis de nature technique ainsi que l’infrastructure spécialisée nécessaire pour réaliser ces mesures dans les conditions que l’on retrouve dans la chambre de combustion d’une turbine à gaz dépassent les capacités de la plupart des laboratoires de recherche du monde», fait remarquer Isaac Boxx. Ce manque de données expérimentales fiables sur les flammes dans des conditions pertinentes pour le moteur a limité la capacité des groupes de simulation et de modélisation numériques à développer, tester et valider les outils d’analyse prédictive rentables nécessaires à la conception de la technologie de combustion de prochaine génération, explique-t-il. «HyBurn a remédié à cette situation en créant une base de données unique et extrêmement riche de mesures expérimentales avancées sur les conditions de charge à haute pression et à haute température à l’œuvre dans les chambres de combustion des turbines à gaz.»
Ouvrir la voie à un avenir plus propre et plus radieux pour l’Europe
La création de cette base de données a commencé par le développement d’outils avancés d’imagerie laser à grande vitesse. Les chercheurs ont ensuite utilisé ces outils pour étudier les flammes dans les infrastructures de test de combustion à haute pression uniques et accessibles optiquement du DLR. Les données ont été partagées avec des chercheurs du monde universitaire et industriel. «Le partage de ces données a généré un cas d’essai difficile et complexe à l’aune duquel de nombreux groupes peuvent comparer leurs résultats de simulation et de modélisation», fait remarquer Isaac Boxx. «Cette démarche permet aux acteurs issus des milieux universitaire et industriel de communiquer efficacement, de partager leurs résultats et de faire jaillir l’innovation sans avoir à partager une propriété intellectuelle précieuse et bien gardée.» Isaac Boxx estime que cette collaboration ouvre la voie à un avenir plus propre et plus radieux pour l’Europe. «Les outils élaborés dans le cadre de ce projet soutenu par le Conseil européen de la recherche favoriseront la transition de l’Europe vers un approvisionnement énergétique robuste, fiable et décarboné», conclut-il. «Je suis vraiment fier d’avoir eu la possibilité de contribuer à cet effort.»
Mots‑clés
HyBurn, énergie renouvelable, technologie de combustion, durable, énergie propre, hydrogène, gaz naturel, centrales à turbine à gaz, chambres de combustion de turbine à gaz, propriété intellectuelle
