ENTENT, start-up française basée à Aix-En-Provence, développe une machine permettant de produire de l’électricité à partir d’une source de chaleur à très basse température, de 60 à 100°C. Solution idéale pour les industries n’ayant pas de possibilité de cogénération. Labélisé par le pôle de compétitivité Cap Energies, le projet porté par ENTENT vient d’être nominé lauréat du concours d’innovation i-Lab.

Texte écrit par Mathias FONLUPT, inventeur de la technologie PULSE.

Pour répondre au défi majeur du changement climatique, les process doivent gagner en efficacité. La chaleur est un vecteur énergétique prépondérant. Pour autant, les pertes sont considérables. En moyenne, seulement 30% de la chaleur générée est efficacement utilisé, les 70% restants étant rejetés dans la nature. Ces déchets thermiques sont communément appelés chaleur fatale. Au total, près de 70 000TWh de chaleur est rejetée chaque année par l’humanité (voir graphique ci-dessous), dont 38% à une température inférieure à 100°C, principalement dans le secteur de la production d’électricité.

Les sources de chaleur fatale

En effet, les technologies de production d’électricité fonctionnent majoritairement en exploitant de l’énergie thermique. Les températures de fonctionnement varient de 150 à plus de 500°C, avec des avancées qui ont permis d’optimiser les rendements machines et de diminuer la température du déchet thermique. Néanmoins, aucune technologie ne permet à l’heure actuelle de valoriser une chaleur inférieure à 100°C. Il en découle sur ce secteur une concentration des chaleurs fatales sur cette gamme de température.

La réponse d’ENTENT: le PULSE

C’est ce constat qui a amené le positionnement d’une start-up française basée à Aix-en-Provence : Entent. Pourquoi produire de la chaleur pour générer de l’électricité alors qu’un gisement énorme de chaleur fatale est à portée de main ? Pourquoi se focaliser sur une stratégie de puissance et de centralisation, alors que 38% des déchets thermiques sont à une température inférieure à 100°C ?

Dans une démarche d’économie circulaire, ENTENT proposera donc à ces clients de valoriser un déchet thermique en ressource électrique. Ce faisant, l’entreprise améliore son efficacité énergétique et donc son bilan carbone, tout en générant de nouveaux revenus par la production d’électricité.

Une innovation de rupture

En apparence, le PULSE est un système classique de production d’électricité, proche de l’ORC (Organic Rankine Cycle). Néanmoins, son architecture brevetée permet d’améliorer de 50 à 60% l’efficacité machine par rapport à la concurrence en mettant en œuvre un nouveau cycle thermodynamique.

La suppression de la pompe mécanique, permettant le transfert du condenseur vers l’évaporateur, est suppléée par un mécanisme gravito-thermique intégré. Ce dernier permet notamment de ne plus consommer de l’énergie électrique (ou mécanique) produite par l’expanseur à basse température et bas rendement, mais puisant directement dans la source d’énergie primaire : la source chaude ! Avec pour effet direct l’augmentation de la quantité d’énergie valorisée dans cette dernière et l’augmentation du rendement.

Le cycle thermodynamique induit quant à lui des écoulements de fluide pulsés, orientant notamment le choix de l’expanseur vers une technologie volumétrique de type piston, qui permettent de se rapprocher toujours plus du cycle idéal de Carnot. Cette amélioration des rendements, au lieu d’être utilisée pour concurrencer les acteurs présents sur le marché, est utilisée pour diminuer la température de fonctionnement de la machine et ainsi permettre la valorisation des chaleurs de 60 à 100°C.