Brevet FR3054027A1 — publié le 20180119

Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine du stockage de chaleur, en particulier les conteneurs pour le stockage de chaleur de grand volume, tels qu'utilisés pour le stockage d'énergie par air comprimé (CAES de l'anglais « Compressed Air Energy Storage »), en particulier pour le stockage d'énergie par air comprimé de type AACAES (de l'anglais « Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage ») dans lequel est prévu le stockage de l'air et le stockage de la chaleur générée de manière indépendante. Contexte général La majorité des sources d'énergies primaires, telles que le gaz, le pétrole, le charbon, peut être stockée facilement, et ainsi permettre une production d'électricité à la demande, contrairement à la production d'électricité à partir de sources d'énergies renouvelables telles que l'énergie éolienne ou solaire. Pour fournir de l'électricité à la demande, produite par ce type d'énergies renouvelables, il est nécessaire de stocker 15 l'électricité. Or, il est très difficile de stocker l'électricité en grande quantité. Il est néanmoins possible de convertir l'électricité en énergies dites intermédiaires, et de la stocker sous la forme d'énergie potentielle, cinétique, chimique ou thermique. L'électricité peut par exemple être stockée sous forme d'air comprimé. C'est ce qui est réalisé dans les systèmes CAES dans lesquels une énergie, typiquement 20 l'électricité, que l'on souhaite utiliser à un autre moment, est stockée sous forme d'air comprimé. Pour le stockage, l'énergie électrique entraîne des compresseurs d'air, et pour le déstockage, l'air comprimé entraîne des turbines qui sont reliées à une génératrice électrique. L'air comprimé est typiquement stocké dans une cavité du sous-sol, une formation rocheuse poreuse, un réservoir de gisement pétrolier ou gazier épuisé, ou tout 25 autre réservoir d'air comprimé, qui peut être une cuve sous pression. Le rendement de cette solution n'est pas optimal car une partie de l'énergie de l'air comprimé se retrouve sous forme de chaleur qui n'est pas utilisée : la chaleur produite lors de la compression de l'air est rejetée. D'autre part, l'air stocké est chauffé pour réaliser la détente de l'air, ce qui pénalise là encore le rendement énergétique du système. 30 Plusieurs variantes existent actuellement à ce système CAES. On peut citer notamment les systèmes et procédés : - ACAES (de l'anglais « Adiabatic Compressed Air Energy Storage ») dans lequel l'air est stocké à haute température due à la compression. Toutefois, ce type de 3054027 2 système nécessite un système de stockage spécifique, volumineux et coûteux (stockage adiabatique). - AACAES (de l'anglais « Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage ») dans lequel l'air est stocké à température ambiante, et la chaleur due à la 5 compression est également stockée, séparément, dans un système de stockage de la chaleur TES (de l'anglais « Thermal Energy Storage »). La chaleur stockée dans le système TES est utilisée pour chauffer l'air avant sa détente. Selon certaines conceptions envisagées du AACAES, la chaleur est stockée en utilisant un fluide caloporteur permettant de stocker la chaleur issue de la compression de l'air et de la restituer à l'air avant sa détente au moyen d'échangeurs de chaleur. Par exemple, la demande de brevet EP 2447501 décrit un système AACAES dans lequel de l'huile, utilisée en tant que fluide caloporteur, circule en circuit fermé pour échanger de la chaleur avec l'air. Selon d'autres conceptions envisagées du AACAES, la chaleur est stockée au moyen de solides statiques contenus dans un ou plusieurs conteneurs. Par exemple, la chaleur est stockée dans un matériau sous forme de particules en lit fixe disposé dans un ou plusieurs conteneurs, et traversé par l'air à refroidir. Cette chaleur est restituée à l'air froid qui traverse le lit fixe en sens opposé lors d'une phase de décharge (décompression de l'air). La présente invention porte sur un conteneur de ce dernier type, apte à recevoir un matériau de stockage de la chaleur sous forme de particules en lit fixe. Le conteneur est avantageusement utilisé pour le stockage d'énergie sous forme d'air comprimé de type AACAES, mais n'est pas limité à cette application. Ainsi, le conteneur peut convenir à toute application mettant en oeuvre un système de stockage et de restitution de la chaleur requérant une capacité de stockage importante de la chaleur, et pouvant nécessiter une résistance à des températures et pressions importantes. A titre d'exemple on peut citer d'autres domaines d'application que celui du stockage d'énergie sous forme d'air comprimé, tel que le domaine de la métallurgie, par exemple dans le cadre de la récupération et de la restitution de la chaleur des fumées de hauts fourneaux, le domaine du stockage de l'énergie marine, etc. Une difficulté majeure consiste à concevoir des conteneurs de systèmes de stockage de la chaleur qui puissent être opérés à de fortes pressions, de l'ordre de plusieurs dizaines de bars, typiquement des pressions allant jusqu'à 65-85 bar, et qui 3054027 3 puissent fonctionner à de hautes températures, typiquement de plusieurs centaines de degrés C, pouvant aller jusqu'à 750°C. Pour résister aux hautes températures ainsi qu'aux fortes pressions, les TES comprennent généralement de grandes cuves cylindriques en béton remplies d'un 5 matériau de stockage de la chaleur, qui comportent des parois épaisses en béton précontraint pouvant être renforcées par de l'acier, et qui peuvent présenter diverses structures de renforcement des parois, par exemples de type entretoises, pour résister aux contraintes exercées sur les parois dues à la pression interne. On connait par exemple un TES dans le cadre du stockage d'air comprimé 10 adiabatique pouvant fonctionner à très haute température, par exemple jusqu'à 650°C, et à des pressions jusqu'à 65 bars, tel que décrit dans le brevet EP1857614B. Ce système de stockage comporte une double structure formée par deux capsules emboitées l'une dans l'autre, avec une capsule de pression extérieure en béton précontraint, et une capsule interne en béton résistante à la chaleur et renfermant le matériau de stockage de 15 la chaleur, par exemple des éléments en céramique empilés. Ce système repose sur une contribution mécanique de la paroi béton pour contenir la pression interne. Ceci impose une réalisation sur site avec la fabrication de béton précontraint, sans réalisation possible en atelier. En outre, de tels systèmes, impliquant la construction de parois cylindriques en béton de fortes épaisseurs (plus de 1 m par exemple) posent des difficultés d'ingénierie, 20 et sont couteuses et complexes à réaliser. Enfin, ce système ne permet pas de répondre aux contraintes de pression visées aujourd'hui dans les systèmes TES, qui sont plutôt de l'ordre de 125 bars, voire 300 bars. On connait également un système de stockage de la chaleur pouvant stocker de la chaleur à des pressions supérieures à 3-4 bars, pouvant être utilisé dans des systèmes 25 de stockage d'air comprimé quasi-adiabatiques, tel que décrit dans le brevet FR2998556A1. Un tel conteneur présente des parois en béton réfractaire entourées d'une coque en acier, un isolant thermique étant prévu entre la coque en acier et les parois en béton. La structure en sandwich formée par l'ensemble parois en béton réfractaire/isolant/coque en acier permet de réduire les pertes thermiques en isolant le 30 matériau de stockage thermique, permet de réduire la température de la paroi en acier limitant ainsi la dégradation des caractéristiques de cette dernière, permet de limiter la température de peau de la coque acier améliorant la sécurité, et permet de contenir la pression régnant dans le conteneur fonction de l'épaisseur de la coque acier. Le conteneur selon FR2998556A1 comporte également des grilles de maintien du matériau 3054027 4 de stockage de la chaleur pouvant être disposées à différentes hauteurs dans le conteneur, qui jouent également un rôle d'entretoises limitant la contrainte s'exerçant sur les parois. Cette configuration permet de maintenir le matériau de stockage à différentes hauteurs dans le conteneur, participant ainsi à limiter la contrainte s'exerçant sur les 5 parois, et permet également une meilleure répartition du matériau dans la cuve ce qui améliore l'interaction de l'air avec le matériau de stockage. Lors des opérations de charge et de décharge de l'air, la structure subit des dilatations thermiques, notamment au niveau des grilles. Afin d'absorber ces dilatations, le système de stockage de la chaleur selon FR2998556A1 prévoit que les grilles soient 10 fixées aux parois en béton par des anneaux associés à des chaines, évitant la génération de contraintes mécaniques lors des dilatation thermiques. Cependant, en raison des efforts importants mis en jeu par le stockage du matériau, il est difficile de mettre en oeuvre un tel conteneur comportant des grilles fixées par un système d'anneaux et de chaînes mal adapté à la quantité et au poids du matériau 15 utilisé, notamment dans des applications de type AACAES dans lesquelles plusieurs centaines de tonnes de matériau sous formes de particules sont stockées dans des réservoirs d'une capacité comprise entre environ 200 m3 et 1000 m3. En outre un tel système de fixation est encombrant. 20 Objectifs et résumé de l'invention La présente invention propose une nouvelle réalisation de systèmes de stockage de chaleur adaptés à des conditions de pression élevées, pouvant typiquement fonctionner jusqu'à des pressions de l'ordre de 300 bars, et adaptés à des conditions de température modérées, typiquement des températures maximum de l'ordre de 300°C. 25 En particulier, la présente invention vise à fournir un conteneur d'un système de stockage et de restitution de la chaleur, destiné à contenir un matériau de stockage de la chaleur sous forme de particules en lit fixe, apte à être opéré à haute pression, de préférence à des pressions supérieures à 100 bars et allant jusqu'à 300 bars, tout en visant à limiter les problèmes liés à la dilation thermique lors des opérations de stockage 30 et de restitution de la chaleur, à diminuer les coûts de fabrication du conteneur, et à faciliter le montage du conteneur. Ainsi, pour atteindre au moins l'un des objectifs susvisés, parmi d'autres, et pour surmonter au moins en partie les inconvénients de l'art antérieur exposés plus haut, la 3054027 5 présente invention propose, selon un premier aspect, un conteneur d'un système de stockage et de restitution de la chaleur, comprenant une enceinte comportant des moyens d'injection et de soutirage d'un gaz à refroidir ou à réchauffer. L'enceinte est délimitée par une première enveloppe en béton entourée par une couche isolante thermiquement, la 5 couche isolante étant entourée d'une coque en acier, la première enveloppe en béton et la couche isolante étant non étanches à la pression. L'enceinte comporte au moins deux modules en béton disposés l'un au-dessus de l'autre de manière centrée pour former la première enveloppe en béton. Chaque module en béton comprend un volume délimité par une paroi latérale en béton et un fond perforé en béton, le volume étant apte à contenir un 10 lit fixe de particules d'un matériau de stockage et de restitution de chaleur. Selon un mode de réalisation, les modules en béton sont monoblocs. Selon un mode de réalisation, le matériau de stockage et de restitution de la chaleur est sous forme de particules en béton. Selon un mode de réalisation, le conteneur est en forme de colonne, comportant 15 des modules en béton de forme cylindrique. De préférence, le conteneur comporte des trous d'équipression dans l'enveloppe en béton. Avantageusement, la conductivité thermique est comprise entre : - 0,1 et 2 W.m-1.K-1 pour l'enveloppe en béton, 20 - 0,01 et 0,17 W.m-1.K-1 pour la couche isolante, et - 20 et 250 W.m-1.K-1 pour la coque en acier. Avantageusement, l'épaisseur de la couche isolante est telle que, en utilisation de stockage de chaleur, la température de la coque en acier est inférieure ou égale à 50°C, et la couche isolante est de préférence choie parmi une couche de laine de roche, 25 de perlite, de la laine de verre, de verre cellulaire, une lame d'air, et plus préférentiellement est une couche de laine de roche. Selon un mode de réalisation, le conteneur comporte entre 2 et 12 modules en béton. Selon un mode de réalisation, l'enceinte a un volume compris entre 200 m3 et 30 1000 m3. Selon un mode de réalisation, le conteneur comporte plusieurs enceintes montées en série et/ou en parallèle. 3054027 6 Selon un deuxième aspect, l'invention porte sur un système de stockage et de restitution de la chaleur comportant au moins un conteneur selon l'invention. Selon un troisième aspect, l'invention porte sur une installation de stockage 5 d'énergie par air comprimé de type AACAES comportant : - un système de compression pour comprimer de l'air lors d'une phase de compression ; - un système de stockage et de restitution de la chaleur selon l'invention pour stocker la chaleur de l'air comprimé lors de la phase de compression et pour restituer la 10 chaleur à l'air comprimé lors d'une phase de détente ; - un réservoir final de stockage de l'air comprimé par le système de compression et refroidi par le système de stockage et de restitution de la chaleur ; - un dispositif de détente de l'air comprimé issu du réservoir de stockage final lors de la phase de détente. 15 Selon un mode de réalisation, le réservoir final a un volume compris entre 1000 m3 et 7000 m3 et l'enceinte dudit au moins un conteneur du système de stockage et de restitution de la chaleur a un volume compris entre 200 m3 et 1000 m3, le système de stockage et de restitution de la chaleur comprenant de préférence au moins trois conteneurs. 20 Selon un quatrième aspect, l'invention porte sur un procédé de montage d'un conteneur selon l'invention, comportant : - l'installation de la coque en acier dépourvue d'un chapeau de couverture sur le site de montage du conteneur, la coque en acier étant disposée sur un support ; 25 - le montage des modules en béton, l'installation de la couche isolante et le remplissage desdits modules par le matériau de stockage de la chaleur, par insertion successive desdits modules dans la coque en acier de manière centrée pour former la première enveloppe en béton ; - la fermeture du conteneur par assemblage de la coque en acier avec un 30 couvercle en acier préalablement isolé thermiquement, de préférence par soudage. Selon un mode de réalisation, on remplit le volume du module en béton par le matériau de stockage de la chaleur de manière à créer un lit fixe de particules une fois le module inséré dans la coque en acier. 3054027 7 Alternativement, on peut remplir le volume du module en béton par le matériau de stockage de la chaleur de manière à créer un lit fixe de particules avant l'insertion du module dans la coque en acier. 5 D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisations particuliers de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, la description étant faite en référence aux figures annexées décrites ci-après. 10 Brève description des figures La figure 1 est un schéma illustrant le principe d'un procédé AACAES dans lequel est mis en oeuvre un système de stockage et de restitution de la chaleur (TES) selon l'invention. La figure 2 est un schéma d'un conteneur de TES selon un mode de réalisation 15 de l'invention. La figure 3 est un schéma d'un module en béton du conteneur de TES illustré à la figure 2. La figure 4 est un schéma d'un module en béton d'un conteneur de TES selon un autre mode de réalisation. 20 La figure 5 est un schéma illustrant un exemple d'assemblage du conteneur de TES représenté à la figure 2. La figure 6 est un graphique illustrant l'évolution de la température à travers la paroi multicouches de conteneur de TES illustré à la figure 2. La figure 7 est une vue 3D d'un premier exemple de coque acier d'un conteneur 25 de TES selon l'invention. La figure 8 est une vue 3D d'un deuxième exemple de coque acier d'un conteneur de TES selon l'invention. La figure 9 est une vue 3D d'un troisième exemple de coque acier d'un conteneur de TES selon l'invention. 30 Sur les figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou analogues. 3054027 8 Description détaillée de l'invention La figure 1 illustre schématiquement le principe de fonctionnement d'une installation AACAES comprenant un système de stockage et de restitution de la chaleur (TES) selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention. Les particularités du 5 conteneur du TES selon l'invention ne sont pas représentées sur cette figure, et sont décrites plus loin, notamment en relation avec les figures 2 à 9. Sur la figure 1, l'installation AACAES 100 comporte un système de compression 20 de l'air, un système de détente 30 de l'air, un système de stockage et de restitution de 10 la chaleur de l'air dénommé TES 40, et un réservoir final 10 pour stocker l'air comprimé. Le TES selon l'invention est adapté à tout type de gaz, notamment l'air. Dans ce cas, l'air en entrée utilisé pour la compression peut être prélevé de l'air ambiant, et l'air en sortie après la détente peut être relâché dans l'air ambiant. Dans la suite de la description, seule la variante de réalisation avec de l'air comprimé sera décrite. Toutefois, 15 tout autre gaz que l'air peut être mis en oeuvre dans le conteneur de TES selon l'invention. Le train de compression 20 comporte trois étages de compression, chaque étage comprenant un compresseur (21, 22, 23). Le nombre d'étages de compression est 20 fonction des technologies et des performances des compresseurs et comprend de préférence de un à six compresseurs. Le train de compression est nécessaire pour obtenir la pression désirée de l'air qui est stocké dans le réservoir 10. De préférence, la pression de l'air comprimé dans le réservoir final 10 est comprise entre 50 bars et 300 bars. Les compresseurs sont par entraînés par un moteur M, notamment un moteur 25 électrique. Le système de détente 30 de l'air comporte trois étages de turbines. Les trois turbines 31, 32, et 33 sont utilisées pour détendre l'air et générer la puissance électrique. Les turbines sont typiquement reliées à un générateur d'électricité G. Le nombre d'étages de détente est de préférence identique à celui du train de compression. 30 Typiquement, le nombre de turbines est égal au nombre de conteneurs de TES, et le nombre de compresseurs est égal ou supérieur au nombre de conteneurs de TES. Un conteneur de TES par étage de compression est nécessaire. Ainsi le TES 40 comporte trois conteneurs (41, 42, 43). Chaque conteneur comprend une enceinte 3054027 9 définissant un volume comportant au moins un lit fixe de particules d'un matériau de stockage de la chaleur, et est conçu pour résister à de hautes pressions et des températures modérées. Le matériau de stockage de la chaleur est apte à stocker les calories de l'air qui traverse le conteneur et qui est mis en contact avec ledit matériau, et 5 de restituer cette chaleur à l'air qui traverse le conteneur à un autre moment. Ces conteneurs sont décrits en détails plus loin dans la description. Lors de la phase de compression, dite aussi phase de stockage ou phase de charge, un air chaud, produit par la compression dans un compresseur (21, 22, 23), est admis dans un conteneur du TES (41, 42, 43) et ressort à faible température pour subir 10 l'étage de compression suivant ou être stocké dans le réservoir final 10. Ainsi, l'air 1 entre à une température To et une pression Po dans le compresseur 21, par exemple à 25°C (température ambiante) et à la pression atmosphérique. L'air est comprimé dans le compresseur 21, et chauffé du fait de la compression, et en ressort à une température T1 et une pression P1 plus élevées qu'initialement (To, Po), par exemple à environ 260°C et 15 environ 6 bars. L'air comprimé et chauffé entre alors dans le conteneur 41 et traverse le matériau de stockage de la chaleur avec lequel il échange des calories, pour en ressorti refroidi à une température T2, par exemple à environ 100°C. Cet air refroidi peLt éventuellement être davantage refroidi dans un dispositif de ventilation 51 placé en sorti du conteneur de TES 41, pour atteindre une température T3 inférieure à la température 20 T2, s'approchant de la température ambiante. La température T3 est par exemple égale à environ 50°C. L'installation AACAES peut ainsi comprendre au moins un dispositif de refroidissement supplémentaire de l'air, différent des conteneurs de TES, par exemple de type ventilateur, pour abaisser la température de l'air en sorti de chaque conteneur de TES, et comprend de préférence autant de dispositifs de refroidissement supplémentaire, 25 par exemple de type ventilateurs, que de conteneurs TES, chacun étant positionné sur la ligne d'air sortant de conteneur de TES et entrant dans le compresseur d'un étage de compression ou entrant dans le réservoir final 10. L'air éventuellement refroidi dans le ventilateur 51 est ensuite envoyé dans le compresseur 22, pour subir une nouvelle compression et augmentation de température l'accompagnant, et en ressort à une 30 pression P2 supérieure à la pression P1, par exemple à une pression d'environ 30 bars, et à la température T1. L'air à la température T1 et pression P2 est alors envoyé dans le conteneur de TES 42 où il est refroidi de la même manière que dans le conteneur 41. L'air ressort du conteneur 42 à la température T2, est éventuellement refroidi davantage dans le ventilateur 52 jusqu'à la température T3, avant d'être envoyé dans le dernier 3054027 10 compresseur 23. L'air comprimé en sortie du compresseur 23 a une pression P3 supérieure à la pression P2, par exemple est à environ 125 bars, et est à la température T. Il est envoyé dans le conteneur de TES 43, puis éventuellement dans un ventilateur 53, pour enfin être envoyé (air 2) et stocké dans le réservoir de stockage d'air final 10, à 5 une température de stockage Tf, qui est sensiblement égale à la température en sortie du dernier conteneur TES 43 ou éventuellement à la température T3 en sortie du dernier ventilateur 53, par exemple égale à environ 50°C, et de préférence égale à la température ambiante, et une pression de stockage Pf, qui est sensiblement égale à la pression P3 en sortie du dernier compresseur 23 (modulo la perte de charge à l'issue du passage dans le 10 conteneur de TES et éventuellement dans le ventilateur), par exemple environ 125 bars. Lors de la phase de détente, dite aussi phase de déstockage ou phase de décharge, l'air froid, produit lors de la détente dans une turbine, est admis dans le conteneur du TES (41, 42, 43) pour lui transférer la chaleur stockée. Ainsi, l'air 3 sortant du réservoir 10 à la température de stockage Tf et la pression de stockage Pf, entre dans 15 le conteneur de TES 43 où il est réchauffé au contact du matériau de stockage de la chaleur qui restitue la chaleur collectée lors de la phase de stockage. L'air réchauffé est ensuite envoyé dans la turbine 31 il subit une détente, et de ce fait également un refroidissement. En sorti de la turbine 31, l'air refroidi est envoyé dans le conteneur de TES 42 pour y être réchauffé, comme dans le conteneur 43, puis subit à nouveau une 20 détente, et un refroidissement, par son passage dans la turbine 32. Avant son entrée dans le troisième étage de détente par la turbine 33, l'air sortant de la turbine 32 est envoyé dans le conteneur de TES 41 à fin de subir un dernier réchauffement. Grâce au TES, la chaleur formée lors de la phase de compression de l'air est avantageusement stockée dans les conteneurs de TES et restituée lors de la phase de 25 détente de l'air comprimé, assurant ainsi un rendement de l'installation optimal par la limitation de la perte de calories lors du procédé. Afin de maximiser le rendement et de garantir un système adiabatique, le conteneur de TES doit limiter au maximum le transfert de chaleur vers l'extérieur. Chaque conteneur du TES a de préférence un volume compris entre 200 m3 et 1000 m3, typiquement choisi selon l'énergie à stocker. Le conteneur de 30 TES selon l'invention peut être utilisé quelle que soit la taille de l'installation AACAES. Le volume du conteneur et le nombre de conteneurs sont choisis en fonction de la taille du système AACAES visée. Le débit d'air entrant et sortant du conteneur de TES dépend de l'étage où se trouve le conteneur, en particulier dépend de la pression, et est préférentiellement compris entre 20 et 200 m3/h. La température du matériau de stockage 3054027 11 est de préférence comprise entre la température ambiante, soit environ 25°C, et 300°C, et de préférence entre la température ambiante et 260°C. Dans l'installation schématisée à la figure 1, le conteneur de TES 43, c'est-à-dire le conteneur de TES à partir duquel est envoyé l'air au réservoir final 10, est le dispositif 5 de stockage de la chaleur qui impose le plus de contraintes pour le dimensionnement du TES. En effet, c'est celui qui supporte les plus fortes contraintes liées à la compression de l'air. Dans l'exemple donné et illustré à la figure 1, le conteneur de TES 43 présente les caractéristiques suivantes : il est apte à contenir un air ayant une température d'environ 260°C maximum ; 10 il est apte à être opéré à une pression maximale de 125 bars ; il contient 336 m3 d'un matériau de stockage de la chaleur ; le matériau de stockage de la chaleur qu'il contient a une densité de 2400 kg/m3, ce qui amène par exemple à une densité apparente de 1200 kg/m3en considérant un taux de vide de 50% ; 15 - le matériau de stockage qu'il contient est sous la forme de billes de 10 mm de diamètre. Plusieurs unités de stockage de l'air comprimé sont représentées sur la figure 1 comme formant le réservoir de stockage d'air final 10, sans que cela constitue une 20 limitation. Le réservoir de stockage de l'air comprimé 10 peut en effet être composé d'une ou plusieurs unités de stockage d'air, par exemple une ou plusieurs cuves, un système de tuyaux, ou une ou plusieurs cavités souterraines. Le volume total du réservoir 10 peut être compris entre 1000 m3 et 7000 m3, dans le cas d'installations AACAES de taille modeste, et peut aller jusqu'à environ 100 000 m3 selon les applications envisagées. 25 Le système AACAES comportant un conteneur de TES selon l'invention n'est pas limité à l'exemple de la figure 1. D'autres configurations peuvent être envisagées : un nombre différent d'étages de compression et/ou de détente, l'utilisation de moyens réversibles assurant la compression et la détente permettant de limiter le nombre de 30 dispositifs utilisés dans le système et assurer ainsi un gain en poids et en volume du système, etc. 3054027 12 La figure 2 représente une coupe schématique longitudinale d'un conteneur de TES selon un mode de réalisation de l'invention. Seule la moitié du conteneur est représentée, l'autre partie étant symétrique. Le conteneur 200 du TES est une enceinte, ayant typiquement une forme de 5 colonne disposée sensiblement verticalement, par exemple sur un support 208 tel le sol, une dalle en béton ou tout support approprié au poids du conteneur, comportant, de préférence à son sommet et à sa base, des moyens d'injection et de soutirage 201/202 d'un gaz à refroidir ou à réchauffer, typiquement de l'air. Sur la figure, les flèches illustrent la circulation du gaz dans le conteneur de TES lors de deux phases distinctes de 10 fonctionnement du conteneur, typiquement une phase de charge (phase compression du gaz avec stockage de la chaleur dans le TES) et une phase de décharge (détente du gaz avec restitution de la chaleur au gaz) dans un procédé AACAES. Le conteneur de TES n'est pas limité à une géométrie cylindrique de l'enceinte, mais peut également présenter une autre forme telle qu'une forme parallélépipédique. Un système de tuyauterie (non 15 représenté) est prévu pour relier fluidiquement le conteneur aux autres dispositifs de l'installation AACAES (compresseurs, turbines, etc.), qui peut être en partie situé dans le sous-sol. Le conteneur 200 comporte au moins deux modules en béton 210 disposés l'un au-dessus de l'autre, et de préférence une succession de plusieurs modules 210 disposés 20 les uns au-dessus des autres tel que représenté à la figure 2. Par exemple, le conteneur selon l'invention comporte entre 2 et 12 modules en béton 210, de préférence entre 3 et 5 modules en béton 210. Les modules 210 sont positionnés de façon centrée. La figure 3 illustre schématiquement en coupe un tel module 210. Comme pour la figure 2, seule la moitié du module est représentée, l'autre moitié étant identique. Chaque module en béton 25 210 comporte une paroi latérale en béton 211 et un fond perforé en béton 205, la paroi et le fond délimitant un volume 213 apte à recevoir un matériau de stockage de la chaleur 207 sous forme de particules formant un lit fixe de particules (non représenté sur la figure 3). Le fond 205 du module 210 est typiquement une plaque en béton comportant des ouvertures 212 dont la taille est inférieure à celle des particules du matériau de stockage 30 de la chaleur afin de retenir le matériau de stockage de la chaleur, tout en laissant passer le gaz dans le conteneur. Le fond 205 et la paroi 211 forment deux entités distinctes, formées par un matériau de même nature, i.e. un béton. La paroi 211 repose sur la plaque en béton 205. La partie de la plaque 205 supportant la paroi 211 est de préférence non perforée afin d'assurer une épaisseur en béton plein au moins égale à celle de la 3054027 13 paroi 211 à la jonction paroi/fond du module. Alternativement, la paroi 211 comporte une gorge dans laquelle se loge la périphérie de la plaque en béton 205 constituant le fond du module (variante non représentée dans la figure 3). Dans ce cas, la partie de la plaque 205 s'insérant dans la gorge de la paroi 211 est de préférence non perforée afin d'assurer 5 une épaisseur en béton plein au moins égale à celle de la paroi 211 à la jonction paroi/fond du module. De préférence, les parois latérales des modules en béton ont une épaisseur comprise entre 50 mm et 500 mm. De préférence, le fond des modules en béton a une épaisseur comprise entre 100 et 300 mm. 10 Chaque module en béton 210 a de préférence une forme cylindrique, conduisant à un conteneur en forme de colonne. Cependant le module béton peut présenter une autre forme, par exemple parallélépipédique. Le conteneur 200 comporte ainsi une pluralité de lits fixes (au moins deux) de particules de matériaux de stockage et de restitution de la chaleur 207, chaque lit étant 15 disposé dans un module de béton 210. Par lit fixe de particules on entend un ensemble de particules agencées de manière aléatoire, qui n'est ni mobile ni fluidisé. Les modules en béton 210 forment une première enveloppe en béton 203 du conteneur 200. Plus précisément cette enveloppe 203 est formée par l'ensemble des 20 parois latérales 211 et des portions des fonds en béton 205 en contact avec les parois latérales 211. L'enveloppe en béton 203 est entourée par une couche isolante thermiquement 206, elle-même entourée par une coque en acier 204. L'enveloppe en béton 203 est en contact avec la couche isolante 206, elle-même en contact avec la coque en acier 204. 25 L'enveloppe en béton 203 a de préférence une épaisseur comprise en 50 mm et 500 mm, par exemple une épaisseur de 100 mm. L'enveloppe en béton 203 est apte à contenir le matériau de stockage qui peut être à une température allant jusqu'à 300°C, par exemple une température comprise entre la température ambiante (20°C) et 300°C, de préférence comprise entre 20°C et 260°C. L'envelopie en béton 203 peut également 30 supporter les contraintes exercées par le matériau de stockage de la chaleur, notamment les contraintes liées au poids du matériau de stockage pouvant représenter quelques centaines de tonnes. Le matériau de stockage et la première enveloppe en béton 203 sont contenus dans une coque en acier 204, séparée de la première enveloppe 203 par la couche isolante thermiquement 206. L'enveloppe en béton 203 et la couche isolante 206 3054027 14 ne sont pas étanches à la pression, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de différence de pression de part et d'autre de l'enveloppe, et de la couche isolante. Ainsi, c'est la coque en acier qui reprend la pression interne du conteneur. Par pression interne du conteneur on entend la pression d'air en fonctionnement. De cette façon, la première enveloppe 203 est 5 en équipression et la coque en acier n'est soumise qu'à l'effort dû à cette pression interne. Le conteneur 200 comporte de préférence au moins un trou d'équipression 209, qui est une ouverture dans l'enveloppe 203 formant un passage entre l'intérieur de l'enceinte et la couche isolante 206, permettant de transmettre la pression interne de l'enceinte vers la coque en acier 204. De préférence le conteneur 200 comporte plusieurs 10 trous d'équipression 209, par exemple disposés dans les parois latérales de chaque module en béton 210. La première enveloppe en béton 203 est principalement soumise à des efforts de compression sous des conditions de température modérée, typiquement allant jusqu'à environ 300°C. Les modules 210 peuvent être constilués de bétons ordinaires ou haute 15 performances (BHP), qui peuvent être soumis à ce type de contraintes sans dégradation significative de leur performances mécaniques aux températures d'opération visées. Des bétons réfractaires et des bétons armés peuvent être également employés. La conductivité thermique de l'enveloppe en béton 203 est de préférence comprise entre 0,1 et 2 W.rrl.K-1. 20 La couche isolante 206 permet de limiter la température de fonctionnement de la coque en acier en limitant le transfert thermique. La couche isolante 206 permet également de faciliter le dimensionnement de la coque en acier en autorisant une contrainte faible concernant la température, en particulier un dimensionnement avec une température pouvant être inférieure ou égale à 50°C voire proche de la température 25 ambiante (20°C) au lieu d'un dimensionnement à température maximale de service qui est de 300°C. L'épaisseur de la couche isolante estde préférence telle que, en utilisation, la température de la coque en acier est inférieure ou égale à 50°C. La couche isolante 206 n'est pas étanche à la pression. Cette perméabilité à la pression autorise un fonctionnement en équipression grâce à la transmission de la pression à la coque en 30 acier 204. De préférence la couche isolante a une porosité telle qu'elle n'est pas étanche à la pression. La conductivité thermique de la couche isolante 206 est de préférence comprise entre 0,01 et 0,17 W.rrl.K-1. La couche isolante 206 a de préférence une épaisseur comprise en 50 mm et 400 mm, par exemple une épaisseur de 100 mm. L'épaisseur de la couche isolante 206 peut être réduite en choisissant un béton réfractaire 3054027 15 pour former les modules en béton 210 (conductivité thermique réduite d'un béton réfractaire, typiquement divisée par deux par rapport à un béton armé ordinaire). L'épaisseur de la couche isolante dépend également de la nature du matériau choisi pour former cette couche. La couche isolante est de préférence une couche de laine de roche. 5 D'autres matériaux peuvent également être utilisés pour former la couche isolante 206, tels que la perlite, la laine de verre, le verre cellulaire, une lame d'air. La coque en acier 204, qui constitue l'enveloppe externe du conteneur 200, permet de résister à la pression interne du conteneur. Son épaisseur est dépendante de la sollicitation en pression. De préférence, l'épaisseur de la coque en acier ne dépasse 10 pas 300 mm afin d'être compatible avec les moyens de fabrication connus à ce jour (forge, roulage et soudage). La conductivité thermique de la coque en acier 204 est de préférence comprise entre 20 et 250 W.rrl .K-1. Divers aciers peuvent être utilisés pour fabriquer la coque 204. Typiquement, la coque est en acier non-allié d'usage général, tel que l'acier P355GH. 15 Une telle structure en sandwich, formée par la succession, de l'intérieur vers l'extérieur du conteneur 200, de l'enveloppe en béton 203, de la couche isolante 206 et de la coque en acier 204, permet : - de découpler les contraintes de reprise de poids du matériau de stockage et de pression interne. Une structure propre est dédiée à chaque sollicitation : le poids du 20 matériau de stockage est supportée par la première enveloppe en béton 203 et la pression interne est supportée par la coque en acier 204 ; - de réaliser un dimensionnement de la coque en acier à température ambiante grâce à la couche isolante, permettant ainsi de réduire l'épaisseur de la coque en acier, ce qui aboutit à un gain important sur la masse d'acier utilisée, et par conséquent une 25 réduction des coûts, comparativement à un dimensionnement pour une température de l'ordre de 300°C , mais également ce qui permet d'cbtenir des épaisseurs compatibles avec les moyens de production de la coque en acier. En effet, réaliser un conteneur de TES comportant une enceinte en acier ayant une température de fonctionnement très supérieure à 50°C, par exemple 260°C, pour les hauts pressions visées, représente un 30 défi technologique, en particulier pour un diamètre de réservoir supérieur à 1 m. Typiquement, en prenant un acier tel que ceux couramment utilisés pour former les appareils à pression (ESP), par exemple un acier de type P355GH, l'épaisseur de la paroi acier atteint une épaisseur d'au minimum 150 mm. Ceci constitue une limite de fabrication 3054027 16 qui complique la mise en forme de l'acier, l'assemblage par soudure mais aussi le transport, car la masse des réservoirs peut atteindre quelques centaines de tonnes ; - de réaliser des réservoirs de plus gros diamètre, typiquement de l'ordre de 4 m. 5 Les modules 210 étant formés de pièces, i.e. parois et fonds, constituées d'un même matériau, i.e. du béton, on prévient ainsi les problèmes de dilatation thermique différentielle connus dans les dispositifs de l'art antérieur. En outre, grâce à la nature du matériau composant les modules 210, les modules participent activement au stockage de la chaleur dans le conteneur de TES. Ainsi il est 10 possible d'augmenter la capacité de stockage de la chaleur du conteneur de TES liée initialement au seul matériau de stockage de la chaleur sous forme de particules en lits fixes et/ou de réduire la masse de matériau de stockage au sein du conteneur pour une même capacité de stockage de la chaleur. Le module en béton 210 a donc plusieurs fonctions, notamment celles de former 15 l'enceinte du conteneur, de participer au stockage et à la restitution de la chaleur, de servir de support au matériau granulaire de stockage de la chaleur, et d'assurer une bonne répartition du matériau granulaire de stockage de la chaleur sur toute la hauteur du conteneur ce qui améliore les échanges thermiques entre le gaz et les particules du matériau de stockage avec le gaz et ce qui évite le tassement en fond du conteneur 20 pouvant fragiliser la structure du conteneur. Le matériau de stockage de la chaleur est sous forme de particules disposées de manière à former un lit fixe dans chaque module en béton 210. Le matériau de stockage de la chaleur est ainsi un matériau granulaire apte à stocker et à restituer de la chaleur, 25 qui peut être, sans être limitatif, un béton, une céramique, de l'amiante, des graviers. La forme et la taille des particules peuvent varier, et ces paramètres sont choisis de manière à garantir le passage de l'air à travers le lit, et à assurer un contact efficace entre le gaz et les particules afin d'optimiser les échanges de chaleur. De préférence, les particules sont sensiblement sphériques, et ont un diamètre moyen compris entre 1 et 20 30 mm Selon un mode de réalisation de l'invention, les particules du matériau de stockage de la chaleur sont en béton. L'utilisation du même matériau pour les particules et pour les modules 210 permet de garantir une dilatation thermique sensiblement 3054027 17 identique des particules et des modules accueillant les particules, évitant ainsi toute contrainte mécanique supplémentaire. Les particules, typiquement des billes, du matériau de stockage de la chaleur sont de préférence dimensionnées de manière à prendre en compte la dilatation 5 thermique des particules et celle des modules en béton lors du fonctionnement du conteneur, notamment afin d'éviter tout phénomène de blocage. Lorsque la température dans l'enceinte augmente, les modules se dilatent et par conséquent le matériau granulaire de stockage de la chaleur peut combler l'augmentation de volume. Lorsqu'une phase de refroidissement survient, les modules réduisent de diamètre et peuvent 10 comprimer le matériau granulaire et générer ainsi des sur contraintes néfastes pour la structure. Par exemple, le matériau de stockage de la chaleur est en béton et sous forme de billes d'un diamètre supérieur ou égal à 10 mm. 15 Selon un autre mode de réalisation, le module en béton est monobloc, tel qu'illustré à la figure 4. Le module en béton 410 est formé d'une seule pièce en béton. Il comporte une paroi latérale 411 se prolongeant par un fond 405 perforé dont les ouvertures 412 permettent le passage du gaz dans le conteneur. Le volume 413 défini par la paroi latérale 411 et le fond perforé 405, est apte à recevoir, comme décrit pour le 20 module en béton 210 de la figure 3, un lit fixe de particules du matériau de stockage de la chaleur. Comme pour le module en béton 210, les problèmes de dilatations différentielles sont réduits du fait de la même nature de matériau pour le fond et la paroi du module, et le module en tant que tel participe au stockage et à la restitution de la chaleur du gaz traversant le conteneur. 25 Cette configuration est en outre particulièrement avantageuse pour la fabrication du conteneur de TES. En effet, les modules entiers peuvent être préfabriqués et ainsi faciliter le montage du conteneur par empilement des modules d'une seule pièce. Les modules peuvent également être pré-remplis avec le matériau de stockage de la chaleur avant leur assemblage pour former le conteneur. 30 Le conteneur 200 selon l'invention permet de stocker la chaleur provenant d'un gaz chaud, le stockage étant réalisé par les particules de matériau de stockage de la chaleur 207. Le conteneur permet également de restituer la chaleur stockée dans les particules à un gaz froid. Le gaz entre ou sort dans le conteneur 200 par ses extrémités, 3054027 18 au niveau des moyens d'injection et de soutirage 201/202, et échange de la chaleur avec les particules du matériau de stockage et de restitution de la chaleur 207 qui sont disposées sous forme de lits permettant le passage du gaz à travers ceux-ci. Le passage du fluide dans le lit fixe de particules est sensiblement axial, c'est-à-dire que le fluide 5 circule de manière globale selon l'axe principal défini entre les points d'entrée et de sortie du gaz dans le conteneur 200, typiquement situés à deux extrémités opposées du conteneur 200. Typiquement le passage du gaz se fait sensiblement selon la verticale. Selon cette configuration, lors de la charge, le fluide entre chaud, à une température T1, par le haut du conteneur, et sort froid (refroidi par les particules qui stockent une partie de 10 la chaleur du gaz), à une température T2 (T2 REVENDICATIONS1. Conteneur (200) d'un système de stockage et de restitution de la chaleur (40), comprenant une enceinte comportant des moyens d'injection et de soutirage (201/202) d'un gaz à refroidir ou réchauffer, ladite enceinte étant délimitée par une première enveloppe en béton (203) entourée par une couche isolante thermiquement (206), ladite couche isolante (206) étant entourée d'une coque en acier (204), ladite première enveloppe en béton (203) et ladite couche isolante (206) étant non étanches à la pression, et ladite enceinte comportant au moins deux modules en béton (210, 410) disposés l'un au-dessus de l'autre de manière centrée pour former la première enveloppe en béton (203), chaque module en béton (210, 410) comprenant un volume délimité par une paroi latérale en béton (211) et un fond perforé en béton (205), ledit volume étant apte à contenir un lit fixe de particules d'un matériau de stockage et de restitution de chaleur (207). 2. Conteneur selon la revendication 1, dans lequel les modules en béton (410) sont monoblocs. 3. Conteneur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le matériau de stockage et de restitution de la chaleur (207) est sous forme de particules en béton. 4. Conteneur selon l'une des revendications précédentes en forme de colonne, comportant des modules en béton (210, 410) de forme cylindrique. 5. Conteneur selon l'une des revendications précédentes, comportant des trous d'équipression dans l'enveloppe en béton (203). 6. Conteneur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la conductivité 30 thermique est comprise entre : - 0,1 et 2 W.m-1.K-1 pour l'enveloppe en béton (203), - 0,01 et 0,17 W.m-1.K-1 pour la couche isolante (206), et - 20 et 250 W.m-1.K-1 pour la coque en acier (204). 3054027 24 7. Conteneur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'épaisseur de la couche isolante est telle que, en utilisation, la température de la coque en acier (204) est inférieure ou égale à 50°C, et dans lequel la rauche isolante (206) est de préférence choisie parmi une couche de laine de roche, de perlite, de la laine de verre, de verre 5 cellulaire, une lame d'air, et plus préférentiellement est une couche de laine de roche. 8. Conteneur selon l'une des revendications précédentes, comportant entre 2 et 12 modules en béton (210, 410). 10 9. Conteneur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'enceinte a un volume compris entre 200 m3 et 1000 m3. 10. Conteneur selon l'une des revendications précédentes, comprenant plusieurs enceintes montées en série et/ou en parallèle. 15 11. Système de stockage et de restitution de la chaleur (40) comportant au moins un conteneur (200) selon l'une des revendications 1 à 10. 12. Installation de stockage d'énergie par air comprimé de type AACAES (100), 20 comportant : - un système de compression (20) pour comprimer de l'air lors d'une phase de compression ; - un système de stockage et de restitution de la chaleur (40) selon la revendication 11 pour stocker la chaleur de l'air comprimé lors de la phase de compression et pour 25 restituer ladite chaleur à l'air comprimé lors d'une phase de détente ; - un réservoir final (10) de stockage de l'air comprimé par le système de compression et refroidi par le système de stockage et de restitution de la chaleur (10) ; - un dispositif de détente de l'air comprimé issu du réservoir de stockage final (30) lors de la phase de détente. 30 13. Installation selon la revendication 12, dans laquelle le réservoir final (10) a un volume compris entre 1000 m3 et 7000 m3 et l'enceinte dudit au moins un conteneur (200) du système de stockage et de restitution de la chaleur (40) a un volume compris entre 200 m3 et 1000 m3, ledit système de stockage et de restitution de la chaleur (40) 35 comprenant de préférence au moins trois conteneurs (200). 3054027 25 14. Procédé de montage d'un conteneur selon l'une des revendications 1 à 10, comportant : - l'installation de la coque en acier (204) dépourvue d'un chapeau de couverture (214) sur 5 le site de montage du conteneur, ladite coque en acier (204) étant disposée sur un support (208) ; - le montage des modules en béton (210), l'installation de la couche isolante et le remplissage desdits modules (210) par le matériau de stockage de la chaleur (207), par insertion successive desdits modules dans la coque en acier (204) de manière centrée 10 pour former la première enveloppe en béton (203) ; - la fermeture du conteneur (200) par assemblage de la coque en acier (204) avec un couvercle en acier (214) préalablement isolé thermiquement, de préférence par soudage. 15. Procédé de montage selon la revendication 14, dans lequel on remplit le volume 15 du module en béton (210) par le matériau de stockage de la chaleur (207) de manière à créer un lit fixe de particules une fois ledit module (210) inséré dans la coque en acier (204). 16. Procédé de montage selon la revendication 14, dans lequel on remplit le volume 20 du module en béton (210) par le matériau de stockage de la chaleur (207) de manière à créer un lit fixe de particules avant l'insertion dudit module (210) dans la coque en acier (204)