Brevet FR3133430A1 — publié le 20230915

L’invention concerne une pompe à chaleur dans laquelle : - au moins l’un des au moins deux systèmes de stockage d’énergie thermique est configuré pour stocker de l’énergie thermique sous forme de chaleur à une température comprise entre + 100°C et + 800°C, - au moins l’un des au moins deux systèmes de stockage d’énergie thermique est configuré pour stocker de l’énergie thermique sous forme de froid à une température comprise entre - 100°C et + 20°C ; et - au moins un système de restitution d’énergie thermique est configuré pour restituer de manière séparée ou parallèle dans le temps la chaleur et/ou le froid, ou - au moins un système de restitution d’énergie thermique est configuré pour un fonctionnement d’une restitution parallèle pouvant être alternée avec un fonctionnement en restitution séparée dans le temps de la chaleur et/ou du froid. Figure de l’abrégé : Fig. 1 POMPE A CHALEUR A DEUX SYSTEMES DE STOCKAGE ET RESTITUTION D’ENERGIE THERMIQUE L’invention se rapporte à une pompe à chaleur, préférentiellement électrique, comprenant au moins deux systèmes de stockages d’énergie thermique permettant des restitutions d’énergie thermique comprises entre - 100°C et + 800°C, en particulier des restitutions d’énergie thermique sous forme de chaleur à une température comprise entre + 100°C et + 800°C et/ou de froid à une température comprise entre - 100°C et + 20°C, ainsi qu’un procédé de fourniture de telles énergie thermiques par l’utilisation d’une telle pompe à chaleur. Dans son rapport de 2019 (Decarbonizing the Electricity sector & Beyond ; a report from the 2019 ASPEN Winter Energy Roundtable), le « ASPEN Winter Energy Roundtable » a identifié cinq éléments de base impliqués dans la réalisation d'une décarbonation profonde du système énergétique : 1. utiliser au maximum l'efficacité énergétique afin de réduire les besoins énergétiques à satisfaire ; 2. décarboner l'approvisionnement en électricité ; 3. l'électrification à l'échelle de l'économie pour pousser l'électricité propre vers d'autres secteurs ; 4.utiliser des carburants sans carbone pour les zones restantes qui ne peuvent pas être efficacement électrifiées ; et 5. utiliser la capture, l'utilisation et le stockage du carbone (« CCUS ») et l'élimination du dioxyde de carbone (« CDR ») pour les zones où les combustibles fossiles sont encore nécessaires et pour obtenir des émissions négatives. On constate de nombreux efforts, d'investissements comme d'innovation dans ces domaines. Les efforts au niveau de l’efficacité énergétique de l'industrie sont en particulier : - amélioration et investissement dans des technologies renforçant l'efficacité énergétique de, notamment, pompes à chaleur et groupes de froid ; et - récupérations d'énergie dite « fatale » : utilisation encore une fois de pompes à chaleur, de systèmes ORC (« Organic Rankine Cycle », cycle de Rankine Organique en français) ou de stockage simple (c’est-à-dire une restitution avec rendement inférieur à 1) d'énergie thermique. L'énergie fatale correspond à l'énergie résiduelle (i.e. perdue si elle n’est pas récupérée) produite par les bâtiments et les industries. Les efforts au niveau de la décarbonation du réseau électrique et au niveau d’un besoin de flexibilité, notamment de stockage, sont en particulier : - des investissements massifs dans les énergies renouvelables (éolien, solaire, marémotrice, hydrolienne). Toutefois, l'intermittence de la plupart de ces moyens de production amène un besoin accru en flexibilité, c’est-à-dire une adaptation simultanée de la demande et de la production d'électricité, par exemple : - via le stockage d'électricité ou l'activation de systèmes consommateurs d'électricité en cas d'excès sur le réseau ; et - via des systèmes de délestage de charges électriques (machines) ou d'utilisation de stockage d'électricité en cas de déficit. C'est dans ce secteur qu’il semble y avoir le plus d'investissement. Historiquement dominé par les systèmes de pompage-turbinage (les centrales de pompage-turbinage sont également appelées STEP pour « Stations de Transfert d'Énergie par Pompage ») et depuis quelques années par les systèmes de batteries Li-Ion de grande échelle, le secteur du stockage d'électricité voit ainsi l'éclosion de nombreuses nouvelles technologies. En ce qui concerne l’électrification des procédés industriels à haute température, les besoins et la production de chaleur haute température et de froid sont rarement optimisés à la conception. La fabrication d'équipements de production de chaleur, hautes et très hautes températures (chaudières, brûleurs, fours, vapeur …), étant en soit une spécialité, et la fabrication d'équipements de production de froid, basses et très basses températures (groupes froid, réfrigération, cryogénisation…), étant en soit une autre spécialité, les industries sont séparées. Ceci suit une logique historique et technologique, ce qui en explique la séparation des deux secteurs et leurs caractéristiques spécifiques. Or, les industries finales ont depuis longtemps intégré dans leurs pratiques et des modèles d’affaires, la fiabilité (c’est-à-dire la constante disponibilité) et le faible coût de la chaleur industrielle notamment au gaz et/ou fioul pour leur besoin au-dessus de 100°C. Avec un coût en 2019 autour de 50-55€ du MWh thermique au gaz naturel en France (ADEME, Brochure réf. 010895, Jan. 2020, 51-85€ par MWh), ainsi que dans beaucoup d'autres pays d'Europe (pour des gros sites), il est très difficile aux industriels d'électrifier leurs moyens de production de chaleur - car cela entraînerait un surcoût de la chaleur d'environ 50 % ou plus - ou de les remplacer par des moyens de production sur la base d'énergies renouvelables (là encore : surcoûts et problèmes d'intermittence). En outre, il est intéressant de remarquer que de nombreux secteurs ont des procédés industriels nécessitant : - de la chaleur à haute température (> 100-120°C et jusqu'à 400°C) ; et - du froid/réfrigération (jusqu'à -50°C). Par exemple, ces besoins sont retrouvés notamment dans les industries : - agro-alimentaires (notamment plats cuisinés, nourriture séchée, poudres (lait, café…) ; - pharmaceutiques (poudres, pilules…) ; - chimiques au sens large (préparation, conditionnement et stockage de produits), tels que pour les produits pétrochimiques (gaz et pétrole, plastiques, caoutchouc,), les adhésifs, etc. ; et - certains supermarchés et gros centres de restauration (en particulier la restauration dite rapide – de l’anglais « fast-foods »). Dans ce contexte, il est connu de l’état de la technique certains systèmes de pompe à chaleur pour le chauffage et le refroidissement simultanés. Par exemple, DE102018221850A1 divulgue un système de pompe à chaleur permettant le chauffage et le refroidissement (entre -15°C et 60°C), avec une pompe à chaleur liquide-liquide reliée d'un côté à une source de chaleur et d'un autre côté à un dissipateur thermique présentant en particulier un ballon d'eau chaude. JP2016211830A divulgue l’utilisation d'une pompe à chaleur permettant le chauffage et le refroidissement. Plus précisément des gammes de températures divulguées sont comprises entre 0°C et environ 100°C. JP3037649B2 divulgue un système de climatisation déshumidifiant, dans lequel l'efficacité énergétique du système de climatisation dans son ensemble est augmentée pour réduire les coûts de fonctionnement, tout en minimisant la consommation d'énergie pendant la journée et minimiser le rayonnement thermique vers l'air extérieur pendant une accumulation de chaleur nocturne. Toutefois aucun de ces systèmes ne permettent une restitution simultanée ou alternative de chaleur haute et/ou très haute température et de froid basse et/ou très basse température. Dans le contexte particulier de l’industrie de fabrication et de fourniture d’électricité, il existe d’autres systèmes permettant l’accumulation de chaleur et de froid, éventuellement de manière simultanée. Les documents brevets EP2220343, EP2574740, US10907510, US8627665, US20140223910 peuvent illustrer ce type de technologie. Toutefois, les dispositifs décrits dans ces documents sont spécifiques à l’industrie de fabrication et de fourniture d’électricité et ne peuvent pas être utilisés en tant que tels dans les autres industries (en particulier ceux mentionnés ci-dessus) ou même à titre privé. Le but de la présente invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant une pompe à chaleur, préférentiellement électrique, comprenant : - au moins deux systèmes de stockages d’énergie thermique, et - au moins un système de restitution d’énergie thermique, dans laquelle : - au moins l’un des systèmes de stockage d’énergie thermique est configuré pour stocker de l’énergie thermique sous forme de chaleur à une température comprise entre + 100°C et + 800°C, - au moins l’un des systèmes de stockage d’énergie thermique est configuré pour stocker de l’énergie thermique sous forme de froid à une température comprise entre - 100°C et + 20°C ; et - ledit au moins un système de restitution d’énergie thermique est configuré pour restituer de manière séparée ou parallèle dans le temps la chaleur et/ou le froid, ou - ledit au moins un système de restitution d’énergie thermique est configuré pour un fonctionnement d’une restitution parallèle pouvant être alternée avec un fonctionnement en restitution séparée dans le temps de la chaleur et/ou du froid. La production simultanée des deux flux (chaleur haute température et froid, le plus souvent négatif) permet d’atteindre de meilleures performances énergétiques et donner aux industriels une solution de fourniture d’énergie thermique en réduisant drastiquement les émissions de CO 2 sans augmenter le coût de production, voire en le diminuant en fonction des prix des sources d’énergie disponibles localement. De manière préférée, la pompe à chaleur (préférentiellement électrique) selon la présente invention peut être caractérisée en ce que : - au moins l’un des systèmes de stockage d’énergie thermique est configuré pour stocker de l’énergie thermique sous forme de chaleur à des températures inférieures ou égales à - 20°C, préférentiellement inférieures ou égales à – 50°C, et/ou - en ce qu’au moins l’un des systèmes de stockage d’énergie thermique est configurés pour stocker de l’énergie thermique à des températures supérieures ou égales à + 150°C, préférentiellement supérieures ou égales à + 200°C. De manière préférée, la pompe à chaleur (préférentiellement électrique) selon la présente invention peut être caractérisée en ce que lesdits au moins deux systèmes de stockages d’énergie thermique sont configurés pour stocker de l’énergie thermique sous forme de chaleur et sous forme de froid. De manière préférée, la pompe à chaleur (préférentiellement électrique) selon la présente invention peut être caractérisée en ce qu’elle est configurée pour comprendre un cycle de Brayton inversé (par exemple sans changement de phase) pouvant fonctionner avec un gaz tel que l’air ou l’argon. De manière préférée, le gaz peut être un gaz inerte tel que l’azote ou l’argon. Le gaz peut être choisi un gaz noble, tel que l’argon. Le gaz peut être de l’air (c’est-à-dire environ 20% d’oxygène dans environ 80% d’azote). De manière préférée, la pompe à chaleur (préférentiellement électrique) selon la présente invention peut être caractérisée en ce qu’elle comprend un turbocompresseur, tel qu’un turbocompresseur électrique centrifuge produisant une pression inférieure ou égale à 8 bars, préférentiellement comprise entre 1 et 5 bars. De manière préférée, la pompe à chaleur (préférentiellement électrique) selon la présente invention peut être caractérisée en ce que les différents organes de fonctionnement de ladite pompe à chaleur sont isolés dans des modules, lesdits modules étant configurés pour être connectés les uns aux autres par exemple par connexions physiques tels que des vannes (par exemple pilotables à distance), des pipes à connecter et/ou des tuyaux. De manière préférée, la pompe à chaleur (préférentiellement électrique) selon la présente invention peut être caractérisée en ce qu’elle est configurée pour être couplée à au moins une source de chaleur naturelle et/ou au moins une source de chaleur artificielle telle qu’une chaudière à gaz, un four à gaz, une chaleur d’origine solaire, un séchoir et/ou d’une déperdition de chaleur d’origine artificielle. De manière préférée, la pompe à chaleur (préférentiellement électrique) selon la présente invention peut être caractérisée en ce qu’elle est configurée pour être couplée à au moins une source de chaleur artificielle, en particulier en échappement, en perte ou en sortie d’une source de chaleur artificielle telle qu’en échappement, en perte ou en sortie d’une chaudière à gaz, un four à gaz, une chaleur d’origine solaire, un séchoir et/ou d’une déperdition de chaleur d’origine artificielle. Par « échappement », il est compris dans le contexte de la présente invention une dernière phase contrôlée de circulation d’énergie, par exemple sous forme de vapeur(s) ou de fumée(s) chaudes, d’une source de chaleur artificielle. Par « perte », il est compris dans le contexte de la présente invention une privation utile d’énergie provenant de la source de chaleur artificielle. Cette privation est le plus souvent non contrôlée, difficilement contrôlable ou issue d’une mauvaise gestion ou configuration de la source de chaleur artificielle. Par « sortie » d’une source de chaleur, il est compris dans le contexte de la présente invention une sortie canalisée et attendue d’une source de chaleur, c’est-à-dire où il est attendue de récupérer la majorité de ladite chaleur (par exemple des condensats de vapeur). Dans un mode de réalisation particulier, la pompe à chaleur (préférentiellement électrique) selon la présente invention peut être caractérisée en ce qu’elle est configurée pour être connectée à un circuit de chauffage et/ou un circuit de refroidissement. De manière préférée, la pompe à chaleur (préférentiellement électrique) selon la présente invention peut être caractérisée en ce qu’elle est configurée pour être connectée à un circuit primaire de chauffage et/ou un circuit primaire de refroidissement. De manière préférée, la pompe à chaleur (préférentiellement électrique) selon la présente invention peut être caractérisée en ce qu’elle est dimensionnée pour fournir une énergie comprise entre 50 kWh à 5MWh. Un autre objet de la présente invention concerne un procédé de fourniture d’énergie thermique sous forme de chaleur à une température comprise entre + 100°C et + 800°C et/ou de froid à une température comprise entre - 100°C et + 20°C, par l’utilisation d’une pompe à chaleur (préférentiellement électrique) telle que décrite ci-dessus, comprenant les étapes suivantes : (a) une étape de cycle de charge par compression mécanique d’au moins un gaz avec préférentiellement une détente mécanique dudit au moins un gaz ; (b) une étape de cycle de décharge sans compression et/ou détente dans laquelle l’énergie thermique est déchargée via au moins un système de restitution d’énergie thermique, par exemple via au moins une vanne, au moins un circulateur et/ou au moins un échangeur thermique (c’est à dire un échangeur de chaleur). Dans un mode de réalisation particulier, l’étape (a) est un cycle de charge par compression mécanique d’au moins une vapeur avec préférentiellement une détente mécanique de ladite au moins une vapeur. De manière préférée, le procédé selon la présente invention peut être caractérisé en ce que l’étape (b) de cycle de décharge se fait en parallèle à l’étape (a) de cycle de charge. Le cycle de décharge induit un flux de fluide (tel qu’un gaz caloriporteur) appelé « flux de décharge ». Ainsi, dans un mode de réalisation particulier, le flux de décharge peut être divisé en plusieurs flux de décharge dits flux de décharge divisés, pouvant être chacun dirigé vers des applications différentes. Par exemple, un flux de décharge divisé peut être orienté vers un système de stockage, tel qu’un système de stockage secondaire, pouvant permettre un échelonnage des températures. DEFINITIONS Par « pompe à chaleur », il est compris dans le contexte de la présente invention un dispositif permettant de transférer de l’énergie thermique d’un premier milieu vers un second milieu de plus haute température, allant ainsi dans le sens inverse naturel spontané de l’énergie thermique. En particulier, il existe des pompes à chaleur dites hautes températures (« HT »), très hautes températures (« THT »), basses températures (« BT ») ou encore très basses températures (« TBT »). Il existe classiquement différents types de pompes à chaleur : une pompe à chaleur à compression de vapeur, une pompe à chaleur à effet Peltier, une pompe à chaleur thermo-acoustique, une pompe à chaleur thermomagnétique, une pompe à chaleur à absorption de gaz, une pompe à chaleur dite Stirling. De manière préféré, une « pompe à chaleur » dans le contexte de la présente invention est une pompe à chaleur électrique du type cycle à air (par exemple à cycle de réfrigération au gaz). Ce procédé suit un cycle thermodynamique de Brayton inversé dans lequel un gaz est comprimé, refroidi à température ambiante, puis détendu dans une turbine, et ne fait pas intervenir de changement de phase, ce qui le distingue des pompes à chaleur à compression de vapeur (pompes à chaleur « classiques », dites « thermodynamiques ») le plus souvent suivant un cycle de réfrigération à compression de vapeur, ou une pompe à chaleur à absorption de gaz. Cette pompe à chaleur fonctionne en récupérant des calories dans une cuve de stockage basse pression dite « froide ». Le gaz est ensuite comprimé dans un compresseur afin d’augmenter sa température. Dans le contexte de la présente invention, cette chaleur est stockée. En parallèle, le froid généré en sortie de turbine (détente) est également récupéré et stocké. Un cycle de Brayton entraîné en sens inverse est appelé cycle de Brayton inversé. Son but est de déplacer la chaleur d’un corps plus froid vers un corps plus chaud, plutôt que de produire du travail. Conformément au deuxième principe de la thermodynamique, la chaleur ne peut pas circuler spontanément du système froid au système chaud sans qu’un travail externe soit effectué sur le système. La chaleur peut circuler d’un corps plus froid vers un corps plus chaud, mais uniquement lorsqu’elle est forcée par un travail extérieur. C’est exactement ce que les réfrigérateurs et les pompes à chaleur accomplissent. Ceux-ci sont entraînés par des moteurs électriques nécessitant un travail de leur environnement pour fonctionner. Ainsi, l’un des cycles possibles est un cycle de Brayton inversé, qui est similaire au cycle Brayton ordinaire mais celui-ci est entraîné en sens inverse, via une entrée de travail nette. Ce cycle est également connu sous le nom de cycle de réfrigération au gaz, cycle à air ou cycle de Bell Coleman. Ce type de cycle est largement utilisé dans les avions de ligne pour les systèmes de climatisation utilisant l’air des compresseurs du moteur. Il est également largement utilisé dans l’industrie du GNL (Gaz Naturel Liquéfié) où le plus grand cycle inversé de Brayton est pour le sous-refroidissement du GNL en utilisant 86 MW de puissance provenant d’un compresseur entraîné par turbine à gaz et d’un réfrigérant à l’azote (source de ces connaissances usuelles : « thermal-engineering.org »). Par « haute température », il est compris dans le contexte de la présente invention une gamme de températures comprise entre + 60 et + 100°C, préférentiellement entre + 70 et + 95°C. Ce type de pompe à chaleur peut être trouvé dans des pompes à chaleur commerciales, y compris dites « grand-public ». Leur rendement est d’autant plus faible que la différence de température entre la source froide et la source à réchauffer est importante. Les températures données dans le contexte de la présente invention, sauf indication contraire, sont en référence à la température de 0°C, soit la température de solidification de l’eau à une atmosphère au niveau de la mer (c’est-à-dire 101325 Pa correspondant à une pression absolue d’1 bar). Par « très haute température », il est compris dans le contexte de la présente invention une gamme de températures supérieure à + 100°C, par exemple supérieure ou égale à + 150°C, supérieure ou égale à + 200°C, supérieure ou égale à + 300°C, supérieure ou égale à + 400°C. Ainsi, une très haute température dans le contexte de la présente invention peut comprendre des températures comprises entre + 150 et + 500°C, préférentiellement entre + 200 et + 400°C, ou encore entre + 250 et + 350°C. Par « basse température », il est compris dans le contexte de la présente invention une gamme de températures comprise entre - 20 et + 5°C, préférentiellement entre - 15 et - 5°C. Par « très basse température », il est compris dans le contexte de la présente invention une gamme de températures inférieure à - 20°C, par exemple inférieure ou égale à - 30°C, inférieure ou égale à - 40°C, inférieure ou égale à - 50°C, inférieure ou égale à + 60°C. Ainsi, une très basse température dans le contexte de la présente invention peut comprendre des températures comprises entre - 30 et - 150°C, préférentiellement entre - 40 et - 100°C, ou encore entre - 50 et - 80°C. Par « systèmes de stockages d’énergie thermique », il est compris dans le contexte de la présente invention tout moyen permettant de préserver une quantité d’énergie de nature thermique pour une utilisation ultérieure. La nature thermique peut être le chaud et le froid. En effet, la chaleur en tant que telle est une énergie. Dans le cas du froid stocké, étant donné qu’une production de froid nécessite de l’énergie, stocker du froid représente un stockage d’énergie. Par « système de restitution d’énergie thermique », il est compris dans le contexte de la présente invention un moyen permettant de délivrer l’énergie thermique. En outre, l’expression « systèmes de restitution d’énergie thermique configurés pour » implique que les cuves sont interchangeables (l’une pouvant être utilisée pour le chaud puis pour le froid lors d’autres séries de cycles de charges et décharges). Par « restituer de manière séparée ou parallèle dans le temps », il est compris dans le contexte de la présente invention la délivrance séparée ou parallèle dans le temps d’énergie thermique issues d’au moins deux systèmes de stockages différent. La délivrance séparée permet ainsi de fournir dans un premier temps de l’énergie thermique issue d’au moins un premier système de stockage puis de l’énergie thermique issue d’au moins un second système de stockage. La délivrance parallèle permet de fournir en même temps de l’énergie thermique issue d’au moins un premier système de stockage et de l’énergie thermique issue d’au moins un second système de stockage. Par « turbocompresseur », aussi appelé « turbomachine », il est compris dans le contexte de la présente invention une machine permettant en même temps d’augmenter la pression de gaz et de détendre la pression de gaz à un autre point du circuit. En plus des turbocompresseurs de type axial à forte puissance, il existe au moins deux types de turbocompresseurs de type radial : les turbocompresseurs à piston(s) (plutôt usuellement appelés « compresseurs ») et les turbocompresseurs centrifuges. Les turbocompresseurs centrifuges sont principalement utilisés en industrie ainsi que dans l’automobile car ils ont peu de pièces mobiles en friction, ont une efficacité énergétique relativement élevée et déplacent un flux de gaz plus élevé que les compresseurs réciproques de taille semblables. Les turbocompresseurs ne peuvent pas atteindre un taux de compression aussi élevé que les compresseurs alternatifs, ces derniers étant capable d'atteindre, en multi-étages, une pression de 100 MPa. Par « module », il est compris dans le contexte de la présente invention un élément juxtaposable voire combinable à un ou plusieurs autres, lequel ou lesquels peuvent être de même nature ou de nature complémentaire au premier. Par « source de chaleur naturelle », il est compris dans le contexte de la présente invention une énergie thermique issue d’aucune intervention humaine, telle qu’une source géothermique ou hydrique (lac, mer, rivière…) par exemple. Par « source de chaleur artificielle », il est compris dans le contexte de la présente invention une énergie thermique issue d’une intervention humaine, telle qu’un four, de l'énergie issue d’un système solaire thermique ou encore une chaleur fatale. Par « cycle de charge », il est compris dans le contexte de la présente invention une série d’évènements pouvant être récurrente, c’est-à-dire un cycle, permettant le stockage d’énergie thermique. Par « gaz », il est compris dans le contexte de la présente invention tout corps à l’état gazeux. Ainsi un gaz comprend également une vapeur, qui résulte de la vaporisation d’un liquide (à quelque température que ce soit). Par « détente mécanique », il est compris dans le contexte de la présente invention une détente de gaz initialement comprimé via une turbine. Par « cycle de décharge », il est compris dans le contexte de la présente invention la fonction inverse de celle d’un cycle de charge, c’est-à-dire permettant la libération d’énergie thermique stockée dans des systèmes de stockage. Par « échangeur de chaleur », il est compris dans le contexte de la présente invention un dispositif permettant de transférer de l'énergie thermique d'un fluide vers un autre sans les mélanger. Il est donc question de « fluide vecteur », c’est-à-dire un fluide comme défini ci-dessus, permettant de déplacer l’énergie thermique d’un emplacement à un autre. A titre d’exemple, il existe des échangeurs de chaleur gaz/liquide ou gaz/gaz comme des échangeurs à plaques ou des échangeurs à tubes ou tubes calandres pouvant être utilisés dans le cadre de la présente invention. Il existe de nombreux fournisseurs de tels échangeurs de chaleur ; tel que ceux de la société Alfa-Laval®. On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, des formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles : représente en perspective une pompe à chaleur selon la présente invention sur châssis ; est un schéma conceptuel représentant un cycle de charge d’une pompe à chaleur selon la présente invention ; est un schéma conceptuel représentant un cycle de décharge d’une pompe à chaleur selon la présente invention : est une représentation schématique conceptuelle d’une pompe à chaleur selon la présente invention, vue de dessus ; est une représentation schématique conceptuelle de deux pompes à chaleur selon la présente invention, vue de dessus, mises en parallèle ; est une représentation schématique conceptuelle d’une pompe à chaleur selon la présente invention, vue de dessus, dans laquelle deux modules de turbocompresseurs sont couplées en parallèle ; est une représentation schématique conceptuelle d’une pompe à chaleur selon la présente invention, vue de dessus, dans laquelle deux modules de turbocompresseurs sont couplées en série ; est une représentation schématique conceptuelle d’une pompe à chaleur selon la présente invention, vue de dessus, dans laquelle ladite pompe à chaleur est reliée à une source d’énergie fatale ; est une représentation schématique conceptuelle de deux pompes à chaleur selon la présente invention, vue de dessus, avec un système de connexion permettant de mettre en œuvre le fonctionnement selon les modes de réalisations représentées dans les figures 4, 5, 6 , 7 et 8. est une représentation schématique conceptuelle d’une pompe à chaleur selon la présente invention, vue de dessus, dans laquelle ladite pompe à chaleur est reliée à deux systèmes de stockages d’énergie thermique supplémentaires ; représente en perspective une pompe à chaleur selon la présente invention dans un container ; et représente en perspective une pompe à chaleur selon la présente invention sur châssis avec deux groupements de travail (comprenant chacun un turbocompresseur). En référence à la , où il est représenté en perspective une pompe à chaleur selon la présente invention sur un châssis 15, il peut être constaté un compresseur 1 et une turbine 2 reliés entre eux par un lien 13 électrique et/ou mécanique, actionné par un moteur 3 pouvant être électrique. Le compresseur et la turbine sont tous les deux reliés par des tuyaux 10 à un premier système de stockage 4 d’une part, ainsi qu’à un second système de stockage 5 d’autre part, établissant ainsi une boucle entre le compresseur 1, la turbine 2, le premier système de stockage 4 et le second système de stockage 5. La est une représentation schématique de la pompe à chaleur de la , relié à des systèmes de restitution 6 de l’énergie thermique, représenté ici dans un cycle de charge. Le premier système de stockage 4 et le second système de stockage 5 sont ainsi respectivement chacun relié à un système de restitution 6 de l’énergie thermique permettant d’alimenter en chaleur ou en froid un système client 7. Le sens du flux représenté par les flèches 8 implique ici que l’énergie thermique sous forme de chaleur est concentrée dans le second système de stockage 5, alors que l’énergie thermique sous forme froid est concentrée dans le premier système de stockage 4. Le stockage d’énergie thermique froid est à basse pression. Il peut alors se créer un gradient de températures dans le premier système de stockage 4 et dans le second système de stockage 5 de manière que, théoriquement, Q1 est de température plus élevée (i.e. plus chaude) que Q2, et que Q3 est de température plus basse (i.e. plus froide) que Q4. Dans la , il n’est pas représenté de décharge. En référence à la , le schéma de montage identique à celui représenté en est représenté ici sur un cycle de décharge. En déchargeant l’énergie thermique stockée dans le premier système de stockage 4 et le second système de stockage 5 vers deux systèmes de restitution 6 d’énergie thermique, il est possible de fournir de la chaleur et du froid à des systèmes clients 7. Dans la , le second système de stockage 5 se refroidi par cette décharge et donc il peut se créer un gradient de températures de manière que, théoriquement, Q6 est de température plus basse (i.e. plus froide) que Q5. De manière similaire, il peut se créer un gradient de températures dans le premier système de stockage 4 de manière que, théoriquement, Q8 est de température plus élevée (i.e. plus chaude) que Q7. Dans les figures 2 et 3, il est donc apparent que cycles de charge et décharge peuvent fonctionner en parallèle. La est une représentation vue de dessus du schéma de montage selon les figures 2 et 3. Compresseur 1, turbine 2 et moteur 3 et son groupe de puissance (pouvant être électrique) et les éventuels raccords standards sont rassemblés dans un groupement 9 dit de travail. Groupement de travail 9, premier système de stockage 4, second système de stockage 5 et tuyaux 10 constituent un premier ensemble 14 de pompe à chaleur selon la présente invention. La est une représentation vue de dessus d’un schéma de montage reprenant les éléments de la présentant deux ensembles 14 de pompe à chaleur selon la présente invention, couplés en parallèle. L’avantage dans cette configuration est l’augmentation de la production d’énergie thermique sous forme de froid et de chaud, tout en doublant les capacités de stockage (et donc de durée de la restitution) d’énergie thermique, sans modification et/ou rajout (avec coûts supplémentaires associés) de l’échangeur thermique (échangeur de chaleur). La est une représentation vue de dessus d’un schéma de montage reprenant les éléments de la présentant deux groupements de travail 9 montés en parallèle, connectés directement ou via un T comme représenté. L’avantage dans cette configuration est l’augmentation de la production d’énergie thermique sous forme de froid et de chaud. En comparaison avec le montage de la , le montage de la présente les mêmes capacités de production mais un stockage moindre. Le montage selon la est donc bien adapté par exemple à un système nécessitant un cycle de charge et de décharge travaillant conjointement nécessitant moins de stockage ou bien nécessitant une puissance donnée réalisable sur un temps de charge plus court (pour la même quantité d’énergie stockée) La est une représentation vue de dessus d’un schéma de montage reprenant les éléments de la présentant deux groupements de travail 9 montés en série. L’avantage dans cette configuration est l’augmentation des écarts de température entre les énergies thermiques produites sous forme de froid et de chaud. La est une représentation vue de dessus d’un schéma de montage reprenant les éléments de la présentant en outre une source 11 d’énergie fatale (ou bien d’énergie thermique d’origine naturelle ou d’origine solaire) permettant un apport d’énergie thermique représenté par la flèche 12. Tout moyen de captation de cette énergie fatale peut être appliqué (par exemple échangeur thermique en lien avec le circuit de tuyaux 10 de l’ensemble 14 de pompe à chaleur selon la présente invention. Il est possible de placer une entrée d’énergie thermique entre le système de stockage 5 et la turbine du groupement 9 de travail, et/ou entre le système de stockage 4 et le (turbo-)compresseur du groupement 9 de travail. La représente deux ensembles 14 de pompe à chaleur selon la présente invention comprenant différents moyens de couplage via des tuyaux 10. Ainsi, chaque groupement de travail 9A, 9B est relié à aux quatre systèmes de stockage 4A, 4B, 5A et 5B. Ainsi, le premier groupement de travail 9A est relié aux quatre systèmes de stockage 4A, 4B, 5A et 5B. Le second groupement de travail 9B est relié directement aux systèmes de stockage 4B et 5B et est relié aux systèmes de stockage 4A et 5A par le biais de deux T au niveau des tuyaux 10 reliant le premier groupement de travail 9A aux systèmes de stockage 4A et 5A. En outre, le système de stockage d’énergie thermique 4A est relié par un tuyau 10 au système de stockage d’énergie thermique 4B. Le système de stockage d’énergie thermique 5A est relié par un tuyau 10 au système de stockage d’énergie thermique 5B. La représente un ensemble 14 de pompe à chaleur selon la présente invention comprenant deux systèmes de stockage d’énergie thermique 4A et 5A et un groupement de travail 9. Un ensemble 15 comprenant deux systèmes de stockages d’énergie thermique 4B et 5B, est relié à l’ensemble 14 de pompe à chaleur selon la présente invention. Le groupement de travail 9 est doublement relié à chaque système de stockage 4A, 4B, 5A et 5B. En outre, le système de stockage d’énergie thermique 4A est relié par un tuyau 10 au système de stockage d’énergie thermique 4B. Le système de stockage d’énergie thermique 5A est relié par un tuyau 10 au système de stockage d’énergie thermique 5B. Dans les figures 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10, les échangeurs 6 sont placés à l’extérieur des ensembles 14, 15. Il est également possible que les échangeurs de chaleurs soient placés dans les ensembles 14, 15. D’un point de vue concret, les ensembles 14, 15 des figures 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10 peuvent êtres des containers. La est une représentation en perspective de la pompe à chaleur de la insérée dans un container 14. La est une représentation en perspective d’une pompe à chaleur selon la présente invention comprenant deux groupements de travail montés directement (un autre mode de réalisation comprend des T comme illustré en ) en parallèle entre un premier système de stockage 4 et un second système de stockage 5. La permet d’illustrer une des réalisations utilisant l’avantage de la modularité apportée par cette invention. EXEMPLES Les figures annexées peuvent être reproduites par l’utilisation des pièces décrites ci-dessous. 1. Turbo-Compresseur électrique et turbine La turbine et le compresseur électrique peuvent être combinés en une seule turbomachine. Par exemple, un turbocompresseur comprenant un compresseur électrique et une turbine, nouvellement développé pour des applications automobile et/ou piles à combustible peut être utilisé. L’un des turbocompresseurs ci-dessous peut être utilisé : - Garrett “Two-Stage Electric Compressor for Fuel Cell Electric Vehicles” - Fisher EMTCT-120k Air / EMTCT-90k Air: Electric Micro Turbo compressor with turbine for energy recovery or similar - BorgWarner eTurbo - IHI Fuel Cell Turbocharger - Liebherr - Electrical compressor with turbine (ETC) 25kW et 55kW - Mitsubishi ® turbo-chargers - Holset® turbochargers 2. Système de stockage : cuves Les cuves métalliques, tels que des réservoirs cylindriques métalliques, standard (acier ou inox) de différentes tailles, peuvent être isolées thermiquement et capables de contenir de l’air comprimé sous une pression jusqu’à 10 bars, entre 0,5 et 10m3, voire plus. Il existe plusieurs dizaines de fabricants à travers le monde. Les sociétés suivantes par exemple vendent des cuves pouvant convenir : - Herpasa® ; « cuves avec isolation thermique » - EMI air comprimé ® ; voir par exemple P 265 GH - EN10028-2 ; P 275 NH - EN10028-3 ; P 265 GH - EN10028-2 ; ou encore la cuve P 275 NH - EN10028-3 - Kaeser Compresseurs® ; - Colibris Compression ® ; voir par exemple le réservoir Pauchard vertical galvanisé 2000L BP RTCABJA000 Pompe à chaleur, préférentiellement électrique, comprenant : - au moins deux systèmes de stockages d’énergie thermique, et - au moins un système de restitution d’énergie thermique, dans laquelle : - au moins l’un des systèmes de stockage d’énergie thermique est configuré pour stocker de l’énergie thermique sous forme de chaleur à une température comprise entre + 100°C et + 800°C, - au moins l’un des systèmes de stockage d’énergie thermique est configuré pour stocker de l’énergie thermique sous forme de froid à une température comprise entre - 100°C et + 20°C ; et - ledit au moins un système de restitution d’énergie thermique est configuré pour restituer de manière séparée ou parallèle dans le temps la chaleur et/ou le froid, ou - ledit au moins un système de restitution d’énergie thermique est configuré pour un fonctionnement d’une restitution parallèle pouvant être alternée avec un fonctionnement en restitution séparée dans le temps de la chaleur et/ou du froid. Pompe à chaleur selon la revendication 1 caractérisée en ce que : - au moins l’un des systèmes de stockage d’énergie thermique est configuré pour stocker de l’énergie thermique sous forme de chaleur à des températures inférieures ou égales à - 20°C, préférentiellement inférieures ou égales à – 50°C, et/ou - en ce qu’au moins l’un des systèmes de stockage d’énergie thermique est configurés pour stocker de l’énergie thermique à des températures supérieures ou égales à + 150°C, préférentiellement supérieures ou égales à + 200°C. Pompe à chaleur selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que lesdits au moins deux systèmes de stockages d’énergie thermique sont configurés pour stocker de l’énergie thermique sous forme de chaleur et sous forme de froid. Pompe à chaleur selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu’elle est configurée pour comprendre un cycle de Brayton inversé pouvant fonctionner avec un gaz tel que l’air ou l’argon. Pompe à chaleur selon la revendication 4 caractérisée en ce qu’elle comprend un turbocompresseur, tel qu’un turbocompresseur électrique centrifuge produisant une pression inférieure ou égale à 8 bars, préférentiellement comprise entre 1 et 5 bars. Pompe à chaleur selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les différents organes de fonctionnement de ladite pompe à chaleur sont isolés dans des modules, lesdits modules étant configurés pour être connectés les uns aux autres par exemple par connexions physiques tels que des vannes, des pipes à connecter et/ou des tuyaux. Pompe à chaleur selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu’elle est configurée pour être couplée à au moins une source de chaleur naturelle et/ou au moins une source de chaleur artificielle telle qu’une chaudière à gaz, un four à gaz, une chaleur d’origine solaire, un séchoir et/ou d’une déperdition de chaleur d’origine artificielle. Pompe à chaleur selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu’elle est dimensionnée pour fournir une énergie comprise entre 50 kWh à 5MWh. Procédé de fourniture d’énergie thermique sous forme de chaleur à une température comprise entre + 100°C et + 800°C et/ou de froid à une température comprise entre - 100°C et + 20°C, par l’utilisation d’une pompe à chaleur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant les étapes suivantes : (a) une étape de cycle de charge par compression mécanique d’au moins un gaz avec préférentiellement une détente mécanique dudit au moins un gaz ; et (b) une étape de cycle de décharge sans compression et/ou détente dans laquelle l’énergie thermique est déchargée via au moins un système de restitution d’énergie thermique, par exemple via au moins une vanne, au moins un circulateur et/ou au moins un échangeur thermique. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l’étape (b) de cycle de décharge se fait en parallèle à l’étape (a) de cycle de charge.