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Selon un rapport de l'International Energy Agency (IEA), la consommation d'énergie liée à la climatisation a triplé entre 1990 et 2016, et avec elle les émissions de dioxyde de carbone, atteignant 1130 millions de tonnes par an. Une des solutions pour réduire cette consommation consiste à améliorer la performance des systèmes de climatisation utilisés, généralement évaluée par l'Energy Efficiency Ratio (EER). La technologie SWAC (Sea Water Air Conditioning) s'inscrit dans cette démarche d'efficacité énergétique en proposant une alternative très performante à la climatisation conventionnelle pour les zones côtières. Le SWAC consiste à pomper de l'eau de mer froide (5$^{\circ}$C) situé à environ 1000 m de profondeur via un pipeline posé sur le fond marin. Cette eau passe dans un échangeur thermique pour transmettre sa puissance frigorifique à un réseau d'eau glacée, qui assurera la distribution du froid dans l'ensemble des bâtiments à climatiser. Ce procédé échappe aux limites des systèmes de climatisation à compression mécanique de vapeur, puisque l'on ne fait que transporter du froid existant. À ce jour, il existe cinq installations SWAC dont trois aussi dédiées à l'étude des cycles OTEC pour la production d'électricité. Ces trois installations sont situées à Goseong en Corée du Sud, à Okinawa au Japon et dans le District de North Kona à Hawaii. Les deux autres ont été conçues exclusivement pour la production de froid, elles sont situées à Bora Bora et Tetiaroa en Polynésie française et sont respectivement de 1,6 et 2,4 MWf. L'installation de Bora Bora est momentanément à l'arrêt car la conduite de puisage doit être remplacée. Un troisième SWAC de 6MWf est en construction sur l'île de Tahiti pour alimenter le Centre Hospitalier de Polynésie française (CHPF), la mise en service est prévue pour fin 2021. Malgré son fort potentiel et l'existence d'installations fonctionnelles, la technologie SWAC reste peu développée dans le monde. Ce retard peut s'expliquer en partie par un manque de données expérimentales permettant d'évaluer la performance énergétique d'une installation SWAC réelle sur une longue durée. Dans cet article, nous présenterons les performances du système SWAC installé à l'hôtel The Brando sur l'atoll de Tetiaroa en Polynésie française. Ce système alimente une boucle d'eau glacée, faisant le tour de l'île, pour une longueur totale de trois kilomètres. Les résultats expérimentaux montrent des valeurs d'EER comprises entre 20 et 140 en fonction de la longueur de la boucle de distribution de froid, sachant que les systèmes de climatisation classiques à compression mécanique de vapeur atteignent 5 pour les plus performants. En termes d'émissions carbones, le SWAC de Tetiaroa émet environ 225 tonnes de \chemform{CO\_2} par an contre 860 tonnes pour les hôtels équivalents (5972 MWhf/an) de Polynésie Française équipés de systèmes de production de froid conventionnels.

International audience; Building energy simulation (BES) and Airflow network (AFN) programs generally incorporate wind pressure coefficients (Cp) estimated from secondary sources, namely data bases or analytical models. As these coefficients are influenced by a wide range of parameters, it is difficult to obtain reliable Cp data. This leads to uncertainties in BES-AFN models results, especially for naturally ventilated building studies, where air change rate which strongly depends on Cp, is a key value for thermal comfort and energy consumption results. This study focuses on naturally ventilated buildings in tropical climate and presents an alternative approach to estimate wind pressure coefficient. Computational fluid dynamics (CFD) simulations are performed to calculate wind-driven airflow rates at building opening level. Then wind pressure coefficient difference ΔCp is calculated from large opening equation to be used as input data in BES-AFN program. Numerical simulations are performed for various wind directions on a typical cross-ventilated isolated building and a more complex building with opposite large openings. CFD results of wind pressure coefficient difference and airflow rate are compared to those obtained from AFN model using two different Cp sources. The results show that the calculated values vary greatly depending on the method used and highlight that an accurate estimation of wind pressure coefficient is a key parameter for evaluating natural ventilation in buildings.

International audience

International audience; Performance assessment of buildings in tropical climates requires annual meteorological data files for an “energy approach” of air-conditioned buildings. It also requires localized climatic sequences allowing a real estimation of the natural ventilation potential of the sites for a "comfort" approach of non-air-conditioned buildings. The absence of this type of weather data in Polynesia considerably limits designer analysis means. This article presents two methods to establish meteorological sequences for both energy and comfort approaches. The first aims developing annual typical weather files from a reduced number of ground measurements. The missing meteorological variables are completed using a global to diffuse decomposition model of the solar irradiance. The second is based on a mesoscale climate model and a downscaling to obtain a characterization of localized natural ventilation potential and climatic data on a fine mesh. The weather sequences generated are used to perform energy calculation for air conditioned classrooms and wind potential and comfort assessment for cross ventilated classrooms of a primary school located in French Polynesia.

International audience; L'île de La Réunion, située dans l'Océan Indien, est confrontée à un contexte énergétique complexe. L'utilisation de L'Energie Thermique des Mers (ETM) offre une alternative intéressante aux énergies renouvelables classiques. En effet, en utilisant la différence de température présente entre l'eau de surface (entre 23 et 28 °C selon la saison) et l'eau en profondeur (environ 5°C à 1000 m), il est possible de produire de l'électricité grâce à un cycle organique de Rankine (ORC). Cette technologie entre dans le plan d'autonomie électrique de la Région Réunion prévu pour 2030. Cet article présente l'installation expérimentale appelée PAT ETM (Prototype A Terre Energie Thermique des Mers). L'ammoniac est le fluide de travail utilisé et le niveau de puissance échangée dans le condenseur ou l'évaporateur est d'environ 500 kW pour une production d'électricité de l'ordre de 15 kW. La qualité des résultats et de l'analyse étant très dépendante des moyens de mesure, un effort particulier a été réalisé en la matière ainsi qu'au niveau du contrôle/commande sur ce prototype et fait l'objet d'une présentation détaillée. Un seul point expérimental est présenté et analysé en termes de température, de pression, de débit, de puissance et de bilan énergétique. Du fait d'un écart de température entre sources assez faible, le rendement thermique est lui aussi faible (2,5 %) mais néanmoins supérieur aux valeurs obtenues sur d'autres prototypes. Nomenclature P pression, Pa h enthalpie spécifique, J.kg-1 s entropie spécifique, J.kg-1 .K-1  W puissance mécanique, W  Q puissance échangée, W  m débit massique, kg.s-1 T température, K Indices et exposants R Réel V Virtuel pompe Pompe

International audience; Performance assessment of buildings in tropical climates requires annual meteorological data files for an “energy approach” of air-conditioned buildings. It also requires localized climatic sequences allowing a real estimation of the natural ventilation potential of the sites for a "comfort" approach of non-air-conditioned buildings. The absence of this type of weather data in Polynesia considerably limits designer analysis means. This article presents two methods to establish meteorological sequences for both energy and comfort approaches. The first aims developing annual typical weather files from a reduced number of ground measurements. The missing meteorological variables are completed using a global to diffuse decomposition model of the solar irradiance. The second is based on a mesoscale climate model and a downscaling to obtain a characterization of localized natural ventilation potential and climatic data on a fine mesh. The weather sequences generated are used to perform energy calculation for air conditioned classrooms and wind potential and comfort assessment for cross ventilated classrooms of a primary school located in French Polynesia.

International audience; During the last twenty years, the comfort and cooling requirements of office buildings and occupants have evolved significantly in Reunion Island, particularly during the summer period. This intensive use of air conditioning has resulted in a significant increase in electricity consumption such as traditional cooling technologies (mechanical vapor compression systems). In this context, solar cooling systems are one of the more interesting alternatives to conventional air conditioning systems. Thus in 2008, the PIMENT laboratory in Reunion Island proposed to set up an experimental platform called "RAFSOL", on the University Institute of Technology of Saint-Pierre, to study the absorption solar cooling technology for a University building. Experimental and numerical investigations of RAFSOL allowed to identify several research topics to improve global performances of the installation. One of them concerns the incorporation of a new thermal storage into the solar cooling system. Indeed, the addition of thermal storage (hot and/or cold) give the following advantages: (i) sufficient cooling power to cover the entire building’s needs, (ii) intelligent use the weekend energy potential, (iii) prevents overheating of the solar loop because of lower cooling needs. This thermal storage would also improve the system performance since it brings the temperatures of the hot and cold sources closer to their nominal values and thus optimizes the running time of the absorption chiller. In this work we decided to study only the incorporation of a hot thermal storage composed of a phase change material, and to investigate the influence of this storage on the solar cooling system performances. Three different phase change temperatures are investigated according to the state of art of this echnology: 79, 84 and 90°C. Simulation results are then analyzed and discussed to identify the optimal configuration of the thermal storage. In this first approach, the results show that the most interesting melting temperature, to improve most of performance indicators is 79°C.

International audience

ISBN 978-2-37111-003-8 ; ISSN 1258-164X; National audience; L’utilisation des concentrateurs solaires linéaires de Fresnel pour la production d’électricité par centrale thermodynamique est une solution de plus en plus attractive. Néanmoins, le comportement dynamique et les bonnes stratégies de contrôle pour cette technologie demandent encore à être étudiées. Cet article présente le développement d’un modèle dynamique de ce capteur couplant : 1/ un code simulant la concentration optique ; 2/ un code simulant les transferts thermiques au sein du récepteur linéaire. Ensuite, une simulation du comportement d’un capteur linéaire de Fresnel sur une journée avec quelques passages nuageux est présentée.

ISBN 978-2-37111-003-8 ; ISSN 1258-164X; National audience; L’utilisation des concentrateurs solaires linéaires de Fresnel pour la production d’électricité par centrale thermodynamique est une solution de plus en plus attractive. Néanmoins, le comportement dynamique et les bonnes stratégies de contrôle pour cette technologie demandent encore à être étudiées. Cet article présente le développement d’un modèle dynamique de ce capteur couplant : 1/ un code simulant la concentration optique ; 2/ un code simulant les transferts thermiques au sein du récepteur linéaire. Ensuite, une simulation du comportement d’un capteur linéaire de Fresnel sur une journée avec quelques passages nuageux est présentée.

International audience; Reunion Island is heavily dependent on fossil fuels, but seeks to become energy self-sufficient by 2025. ocean thermal energy conversion provides a means of producing electricity that harnesses the available energy of the ocean by using the temperature gradient between its deep and its upper layers. This paper presents the projected experimental facility which is to be installed at the University of St. Pierre on Reunion Island. A dynamic model of the installation has been developed (on a Delphi interface) by using the concept of equivalent Gibbs systems. In such equivalent system, mass, energy, and entropy are linked through the Gibbs equation, and the entropy production can easily be expressed in terms of fluxes and their related forces. Assuming linear phenomenological laws, the phenomenological coefficients are assessed from technical data. Using a digital tool (Genopt), an optimization study has been conducted in order to determine the best operating parameters according to the temperature of the sea water. This model allows us to anticipate the potential of this technology on Reunion Island. Once validated on the facility, the model will serve as a tool to assist design of the future 10 MW pilot plant planned for 2014.

International audience; Ce travail présente un modèle dynamique de machine à absorption simple effet, fonctionnant avec le mélange binaire bromure de lithium (absorbant) / eau (fluide frigorigène). Ce type de machine est de plus en plus utilisé dans les installations de rafraîchissement solaire appliquées aux bâtiments. Du fait de la grande variabilité de la ressource et du besoin, un modèle dynamique semble nécessaire pour évaluer précisément les performances de la machine en particulier lorsque l’installation fonctionne sans appoint de chaleur. Dans une première partie, le modèle dynamique de la machine est présenté. Les résultats de simulation sont ensuite confrontés aux données expérimentales extraites de notre installation et les erreurs sont calculées et analysées. Cette analyse nous permet de conclure que notre modèle prend bien en compte à la fois les régimes permanents et transitoires de la machine à absorption.

L'objectif des simulations est d'apporter un appui technique à l'équipe de maîtrise d'œuvre du projet pour l'optimisation du confort hygro-thermique et des consommations énergétiques. Les simulations seront effectuées sur les zones de l'Administration et du bâtiment central avec le logiciel CODYRUN et pour deux périodes de l'année (été et hiver). Elle permettront d'optimiser, sur le plan de la conception et du dimensionnement, à la fois les composants d'enveloppe et les équipements énergétiques de ventilation de traitement d'air.

International audience; Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) is a process able to produce base electricity through the temperature differences existing between warm seawater at the surface and cold depth seawater. Up to now, very few experiments have been conducted and oil prices fluctuations have often prevented results exploitation. Recently, two factors have re-launched researches: a need for the production of a renewable energy ensuring the stability of the electric grid and the increase in oil prices. The purpose of this experiment is to demonstrate the sustainability of an offshore 10 MW power plant. Some issues first need to be examined: heat exchanges, control strategies, cycle risks, working fluids, and thermodynamic cycles. This paper presents an experimental prototype as a first steppingstone of an “Eliminating Risks Program” and as a preliminary installation to the setting up of the first full scale OTEC power plant. The prototype is a reproduction on a reduced scale of a demonstration plant producing an electric power of 10 MW. To reduce costs and hazards of offshore installations (waves, cyclones, maintenance, etc.), decision has been made to build anonshore plant (settled on the Réunion island), creating artificial heat sources with a heat pump.In the first part of the paper, the principle of OTEC will be explained. Then, the prototype detailed: cycle, main components (the electricity production is directly related to the quality of the heat exchanges, so some different heat exchanger technologies are developed), working fluids, heat sources, and control strategies. Finally, results of an experimental parametric analysis will be presented, highlighting the major importance of heat exchanges, within the evaporator. Results show, for instance, that a vertical plate-type evaporator show better capacities than a shell and tube one.

International audience; Depuis quelques années, la recherche du confort thermique en période estivale induit un accroissement important de la consommation d’énergie électrique dans les bâtiments, dû à une utilisation majoritaire de climatiseurs à compression mécanique de vapeur. Les systèmes de rafraîchissement solaire sont une alternative intéressante afin de pallier ce problème. Le développement de ces systèmes passe par une approche purement fondamentale avec l’élaboration de modèles numériques permettant de prédire le comportement de l’installation dans son ensemble. L’objectif final est d’estimer le confort, la production frigorifique, la consommation électrique et les performances globales de l’installation en fonction des sollicitations extérieures (rayonnement solaire, température extérieure, occupation du bâtiment). Pour cela, nous avons choisi l'environnement EnergyPlus qui tend à devenir un des outils de référence dans le domaine de la simulation du bâtiment. Cet outil de simulation permet de faciliter le couplage des systèmes énergétiques au bâtiment avec un large éventail de modèles (capteurs solaires thermiques, machine à absorption, ballon de stockage stratifié, tour de refroidissement). Dans ce travail, nous présentons la modélisation de l'installation de rafraîchissement solaire RAFSOL de l'IUT de Saint Pierre à La Réunion sous l'environnement EnergyPlus. Les simulations sont ensuite discutées et comparées aux données extraites de notre plateforme expérimentale.

International audience; Presentation about Optimization of the heat production of a solar cooling plant : Sensitivity Analysis

International audience; Presentation about Instrumentation And Simulation Of The Hygro-thermal Conditions Of A Green Building: A Study Of The Impact Post-occupancy Usages On Thermal Comfort

International audience; Presentation about Modeling of Ocean Thermal Energy Conversion Plant in Reunion Island

International audience; Presentation about Monitoring, analysis and improvements of a solar cooling absorption system under a tropical climate

International audience; Oral presentation about Modeling and experimental validation of an Ocean Thermal Energy Conversion system in Reunion Island

International audience; Presentation about ORASOL: a French research program for solar cooling process optimization

International audience; Presentation about Simplified modelling and experimental validation elements of a solar cooling system operating with a H2O/LiBr absorption chiller in tropical climate