Concept de Restaurants Optimisés pour la Cuisine Solaire

Design of Restaurants Optimized for Solar Cooking

• Auteur / Autrice : Gabriel Guillet
• Direction : Benjamin Kadoch
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur : spécialité Energétique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IUSTI - INSTITUT UNIVERSITAIRE DES SYSTEMES THERMIQUES INDUSTRIELS

Mots clés

Mots clés libres

Energie solaire

Cuiseur solaire

Réflecteur de Scheffler

Transferts de chaleur

Solar power

Solar cooking

Scheffler reflector

Heat transfer

Résumé

Le Présage est le premier concept de restaurant en Europe où l'énergie nécessaire à la cuisine est produite directement sur place, où une partie de la production nourricière est intégrée au restaurant et où les déchets produits par l'activité sont revalorisés sur site. Le bâtiment, qui a été labellisé BDM Gold par EnvirobatBDM en phase conception, permettra l'utilisation préférentielle de la ressource solaire pour tous ses besoins (cuisson, eau chaude sanitaire, chauffage, consommations électriques, etc.). Enfin, le restaurant sera situé à proximité du laboratoire IUSTI (Institut Universitaire des Systèmes Thermiques et Industriels) de l'AMU (Université Aix-Marseille) et de l'école Polytech' Marseille sur le technopôle de Château Gombert, ce qui représente une opportunité unique de partenariat à la fois académique et pédagogique. Ce projet est motivé par l'utilisation de système de cuisson qui est un des besoins primaires de l'espèce humaine. En effet, il est rare qu'un tel système soit respectueux de l'environnement. Dans le Monde, l'énergie utilisée pour cuisiner provient généralement de ressources fossiles et d'électricité, émettrices de CO2, ou bien de ressources forestières non renouvelées. Dans les régions à forte irradiation solaire, comme celles du pourtour méditerranéen, il apparaît cohérent d'utiliser un système solaire à concentration. Dans ce contexte, ce projet vise à développer un système de cuisson solaire peu dépendant de l'intermittence de la ressource (stockage de chaleur longue durée). Afin d'y parvenir, un banc expérimental sera élaboré au cours de la thèse. Il comprendra une parabole de type « Scheffler », un système de cuisson et une unité de stockage de chaleur facile d'utilisation. Le système considéré sera instrumenté dans un objectif de mesure et de vérification de ses performances. En parallèle, un travail de simulation du cuiseur solaire et du bâtiment l'englobant sera effectué. Les résultats de ces simulations seront comparés à des mesures expérimentales in situ, afin de valider les modèles développés et de proposer des solutions techniques pour améliorer la gestion de la ressource solaire (cuisson, eau chaude sanitaire, chauffage et besoins électriques). Le projet pourra donner lieu à plusieurs publications scientifiques, des brevets, et promouvoir le développement du concept de restauration solaire « milieu-haut de gamme » (cuisine-bâtiment-jardin) à travers le Monde.

Le Présage is the first restaurant concept in Europe where the energy needed for cooking is produced directly on site, where part of the food production is integrated into the restaurant and where the waste produced by the activity is recycled on site. The building, which was awarded the BDM Gold label by EnvirobatBDM in the design phase, will allow for the preferential use of solar energy for all its needs (cooking, domestic hot water, heating, electrical needs, etc.). Finally, the restaurant will be located near the IUSTI laboratory (University Institute of Thermal Industrial Systems) of the Aix-Marseille University and the Polytech' Marseille engineering school on the Château Gombert technology park, which represents a unique opportunity for both academic and educational partnership. This project is motivated by the use of cooking systems, which is one of the primary needs of the human species. Indeed, it is rare that such a system is environmentally friendly. In the world, the energy used for cooking generally comes from fossil resources and electricity, which emit CO2, or from non-renewable forest resources. In regions with high solar irradiation, such as those around the Mediterranean, it makes sense to use a concentrated solar system. In this context, this project aims to develop a solar cooking system that is not dependent on the intermittency of the resource (long-term heat storage). In order to achieve this, an experimental bench will be developed during the thesis. It will include a Scheffler dish, a cooking system and a user-friendly heat storage unit. The system under consideration will be instrumented for the purpose of measuring and verifying its performance. In parallel, a simulation of the solar cooker and the surrounding building will be carried out. The results of these simulations will be compared with experimental measurements in situ, in order to validate the models developed and to propose technical solutions to improve the management of the solar resource (cooking, domestic hot water, heating and electrical needs). The project could lead to several scientific publications, patents, and promote the development of the concept of "mid-upper range" solar catering (kitchen-building-garden) throughout the world.