FR-SOLARIS – Infrastructure de Recherche Nationale

L’infrastructure de Recherche FR-SOLARIS

Présentation

L’Infrastructure FR-SOLARIS est portée par le laboratoire PROMES: PROcédés, Matériaux & Energie Solaire (Unité Propre 8521 du CNRS, conventionnée à l’UPVD).
Elle regroupe l’essentiel des moyens de recherche nationaux sur le solaire concentré

Mission

Offrir à la communauté scientifique* nationale et internationale un accès à des équipements (moyens d’essais, concentrateurs solaires et instrumentation associée) indispensables au développement de recherches sur le solaire concentré.
* Ces moyens sont également ouverts à l’industrie

Four Solaire d’Odeillo et MicroSol’R au premier plan
MicroSol’R

Dimensions Nationale et Européenne

FR-SOLARIS est dans la feuille de route nationale des infrastructures de recherche depuis 2016

FR-SOLARIS est le nœud français du projet d’infrastructure européenne EU-SOLARIS sur le solaire à concentration (dans la feuille de route ESFRI depuis 2010)

Le projet ESFRI EU-SOLARIS, porté par le CIEMAT en Espagne, conduira à la création d’une infrastructure de recherche européenne distribuée, impliquant potentiellement 11 partenaires de 8 pays.

Statut actuel (2020)

Si la structure légale (ERIC) proposée est créée en 2021, EU-SOLARIS deviendra la 1ère infrastructure de recherche mondiale dans le domaine du solaire thermique à concentration (CSP/STE).

Principaux objectifs

  • développement de connaissances en photophysique/photochimie (ex : photocatalyse), thermochimie (ex : production de combustibles de synthèse), thermique, métallurgie (ex : traitement de surface), nanomatériaux (ex : élaboration de nanopoudres), matériaux céramiques (applications spatiales en particulier).
  • amélioration des technologies de conversion et stockage de l’énergie solaire thermique

Principaux services proposés

  • mise à disposition de fours solaires de petite puissance
  • réalisation de mesures et tests à haute température (jusqu’à 3 000 °C)
  • définition et réalisation de projets collaboratifs
  • assistance à la mise en place d’une instrumentation adaptée aux systèmes à concentration
  • qualification de composants solaires
  • tests de vieillissement accéléré sous irradiation solaire

Description de l’infrastructure

(voir également https://www.promes.cnrs.fr/index.php?page=moyens )

Odeillo (site du CNRS)
Thémis (site du Conseil Départemental des P.O.)

Les installations permettent de moduler la puissance et la densité de flux solaires. Il est également possible de réaliser des tests sous vide et en atmosphère contrôlée avec les fours solaires

Maintien et upgrade des installations

Le Service des Installations Solaires et Instruments Associés (SISIA) du laboratoire PROMES, composé de 8 personnes, assure la maintenance et la mise à niveau des installations solaires. Il accompagne également les utilisateurs dans leurs travaux et participe à la réalisation des projets de recherche qui mettent en œuvre les installations solaires.
https://www.promes.cnrs.fr/index.php?page=sisia

Financement de l’Infrastructure

Les frais de maintenance courants sont couverts par une dotation annuelle du CNRS. Les travaux plus lourds et les frais de fonctionnement sont financés sur des ressources propres
Les opérations de jouvence et les upgrades des installations sont réalisées grâce à des subventions des collectivités territoriales (Région Occitanie, Conseil Départemental des Pyrénées Orientales) et des projets spécifiques d’investissement, comme le Programme Investissement d’Avenir. L’Equipex SOCRATE a ainsi permis l’acquisition de la microcentrale cylindroparabolique de 150 kW et la mise à niveau de plusieurs installations solaires.
https://www.equipex-socrate.fr/

Modalités d’accès à l’infrastructure

Accès transnational : campagnes d’accueil d’équipes étrangères dans le cadre de projets européens d’infrastructure (exemple SFERA-III : https://sfera3.sollab.eu/access/)
→ gratuit, mais sélection préalable des projets par un comité scientifique
Projet de recherche collaboratif (privé ou agence) : conditions d’accès fonction du projet
→ tarifs contractualisés avec le laboratoire et la délégation régionale du CNRS
Prestation de service : selon disponibilité des installations.
→ tarifs fonction de la prestation et des moyens utilisés (selon grilles CNRS)

Les projets d’infrastructure et l’accueil d’équipes étrangères

1998-2000
AFSOF TMR-LSF (FP5)
Access to the French SOlar Facilities

2004-2008
SOLFACE (FP6) Transnational Access
High flux SOLar FACilities for Europe

2009-2013
SFERA (FP7), I3
Solar Facilities for the European Research Area

2014-2017
SFERA phase 2 (FP7), I3

2019-2022
SFERA phase 3 (H2020)

15 équipes étrangères accueillies
20 publications avec l’UPR PROMES

32 équipes étrangères accueillies
10 pays européens
68 publications & communications avec l’UPR PROMES

49 projets, 135 chercheurs (111 semaines)
11 pays européens
25 publications avec l’UPR

49 projets,140 chercheurs (108 semaines)
14 pays
40 publications & communications + 1 brevet

En cours

Projets de recherche collaboratifs

Plusieurs projets de recherche utilisant les installations solaires sont menées avec des PME ou des grands groupes français et étrangers dans le cadre de contrats privés ou de projets nationaux/internationaux.

Derniers projets européens (H2020) réalisés sur l’infrastructure :

  • SolPart (2016-2019) : High temperature solar-heated reactors for industrial production of reactive Particulates
    https://solpart-project.eu
  • Next-CSP (2017-2020) : High Temperature concentrated solar thermal power plant with particle receiver & direct thermal storage
    http://next-csp.eu
  • POLYPHEM (2018-2021) : Small-Scale Solar Thermal Combined Cycle
    https://www.polyphem-project.eu

Fr-SOLARIS et la formation

  • Spécialisation «Solar Thermal Energy» du Master européen EUREC (≈ 10 étudiants M2/an)
  • Une semaine de formation/an sur le solaire à concentration dans le cadre du Master « Energie » de l’Université de Perpignan Via Domitia.
  • Séances de travaux pratiques pour Ecole d’Ingénieurs en Energies Renouvelables Sup’EnR (UPVD, partenariat INSA Toulouse)
  • ≈ 15 étudiants en thèse utilisent les installations solaires
  • Formations occasionnelles destinées aux industriels (par exemple dans le cadre du projet européen SFERA-III)