Le lauréat du prix ETSi du meilleur article scientifique pour le trimestre janvier-mars 2024 a été annoncé 

Le Jury du Prix de l'Article Scientifique de la Mandat de l'École Technique Supérieure d'Ingénierie (ETSi) : janvier-mars 2024, composé d'Emilio Freire Macías, Alfonso Miguel Gañán Calvo, Juana María Mayo Núñez, Consuelo Arahal Junco, Lourdes García Rodríguez et Alejandro Carballar Rincón, après avoir procédé à l'évaluation des articles soumis au Prix, les membres du Jury ont échangé leurs opinions et ont convenu d'apprécier la haute qualité de toutes les publications.

Après mûre réflexion et en tenant compte de critères fondés sur divers indicateurs bibliométriques, le jury a décidé à l'unanimité d'attribuer le prix ETSi de l'article scientifique du trimestre (janvier-mars 2024) conjointement aux travaux suivants :

« Un formalisme matriciel semi-analytique pour les singularités de contrainte dans les coins multi-matériaux anisotropes avec des conditions aux limites et d'interface de frottement », Theoretical and Applied Fracture Mechanics, vol. 129, février 2024, pp. 104160. DOI : 10.1016/j.tafmec.2023.104160 dont les auteurs sont María Ángeles Herrera Garrido, Vladislav Mantič Lescisin et Alberto Barroso Caro.

« Un système flexible de stockage d'énergie thermochimique (TCES) méthanol-méthane pour la production d'électricité par turbine à gaz (GT) », Applied Energy, vol. 356, 15 février 2024, pp. 122398. DOI : 10.1016/j.apenergy.2023.122398 dont les auteurs sont Diego Antonio Rodríguez Pastor, Alejandra García Guzmán, Israel Marqués Valderrama, C. Ortiz, Elisa Carvajal Trujillo, José Antonio Becerra Villanueva, Víctor Manuel Soltero Sánchez et Ricardo Chacartegui Ramírez.
 

Dans l'ouvrage intitulé « Un formalisme matriciel semi-analytique pour les singularités de contrainte dans les coins multi-matériaux anisotropes avec conditions aux limites et d'interface de frottement », le développement d'un code de calcul sous MATLAB est décrit, basé sur une procédure semi-analytique permettant de caractériser les solutions singulières élastiques dans les coins anisotropes d'un seul matériau ou de plusieurs matériaux par le biais du développement de la série asymptotique.

Cet outil général est capable d'analyser les coins ouverts et fermés (périodiques), composés d'un ou plusieurs matériaux avec des lois constitutives isotropes, transversalement isotropes ou orthotropes, englobant à la fois des matériaux mathématiquement non dégénérés et dégénérés dans le cadre du formalisme de Stroh.

La variabilité des configurations couvertes est considérable, puisqu'en plus d'une grande variété de conditions aux limites homogènes ou avec frottement, elle permet l'introduction de conditions d'interface parfaitement collées avec glissement, avec ou sans frottement. En cas de contact avec frottement, la loi de contact de Coulomb est supposée. L'un des aspects novateurs est que, outre l'exposant de singularité λ, l'angle ω du vecteur de contrainte tangentielle généré par le frottement sur chaque surface de contact doit être calculé en résolvant un système non linéaire de valeurs propres, cette valeur étant inconnue a priori.

La procédure repose sur le formalisme d'élasticité anisotrope de Stroh, sous l'hypothèse de conditions de déformation plane généralisée (2,5D), et sur le formalisme matriciel semi-analytique des matrices de transfert de coin et des matrices de conditions aux limites et d'interface. De ce fait, elle est, premièrement, parfaitement adaptée aux implémentations numériques ; deuxièmement, très efficace, notamment dans le cas de plusieurs coins homogènes parfaitement liés ; et troisièmement, très précise grâce à sa nature entièrement semi-analytique. Le code développé a été validé par la résolution d'une grande variété d'exemples, les résultats obtenus étant comparés à ceux obtenus par des expressions analytiques établies antérieurement par d'autres auteurs pour des configurations spécifiques. Cette validation confirme l'extrême précision du code actuel pour le calcul de λ et ω. Les différences observées dans certains cas de matériaux anisotropes s'expliquent par le fait que certains auteurs précédents n'ont pas pris en compte la loi de frottement de Coulomb tridimensionnelle. Après une vérification approfondie, l'outil a été traduit en Python et est désormais accessible à la communauté scientifique via l'application Web SingSol à l' adresse https://www.germus.es/corner-singularity-app/.

L’étude « Système flexible de stockage d’énergie thermochimique (TCES) à partir de méthanol pour la production d’électricité par turbine à gaz » présente une solution innovante pour lutter contre la volatilité du marché du gaz naturel et le déploiement croissant des énergies renouvelables dans le secteur énergétique. Le système proposé utilise le méthanol renouvelable (CH₃OH) via une étape intermédiaire de synthèse du gaz (CO/H₂) pour sa conversion en méthane (CH₄), offrant des stratégies de stockage thermochimique (chargement/décharge) et l’intégration de l’énergie solaire concentrée. La configuration proposée est très flexible et adaptable aux industries existantes, permettant de réduire la dépendance au gaz naturel importé et de le remplacer par du méthanol vert, sans modifier l’infrastructure industrielle.

La phase de chargement consiste en la décomposition thermique du méthanol à des températures modérées (inférieures à 350 °C) à l'aide de catalyseurs commerciaux Cu/ZnO. Le gaz de synthèse obtenu est comprimé à 40 bars, stocké, puis introduit dans la phase de méthanation, où le méthane est produit à haute température (supérieure à 500 °C). La chaleur de réaction ainsi dégagée peut être valorisée énergétiquement dans d'autres procédés. Le méthane produit est utilisé comme combustible pour les turbines à gaz et peut également servir de matière première dans l'industrie chimique.

Les simulations réalisées atteignent des rendements globaux du système supérieurs à 29 % et des rendements aller-retour de 44 %. Grâce à l'optimisation des conditions de réaction, un coût actualisé du combustible (LCOF) de 172 €/MWh et un coût actualisé de l'énergie (LCOE) futur de 145 €/MWh sont obtenus, des valeurs actuellement compétitives par rapport à des technologies plus matures. Ces résultats offrent une stratégie innovante dans le domaine du stockage thermochimique et son intégration aux cycles des turbines à gaz, ainsi que de nouvelles voies de conversion pour le méthanol vert, un vecteur énergétique en pleine expansion.