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Ropp Julien

Ropp Julien

Adjoint scientifique


COMPÉTENCES PRINCIPALES

Efficience énergétique

Bois-énergie

Épuration des fumées

Dépollution des gaz de combustion

Valorisation biomasse

Caractérisation des combustibles


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Contrat principal

Adjoint scientifique

Téléphone: +41 24 557 73 91

Bureau: U48

Haute école d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud
Route de Cheseaux 1, 1400 Yverdon-les-Bains, CH
Haute école d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud

Institut
IGT - Institut de Génie Thermique

BSc HES-SO en Energie et techniques environnementales - Haute école d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud


En cours

Caractérisation et démonstration d'un moteur Stirling à piston libre et à résonance de cogénération en conditions réelles d'utilisation

Rôle: Collaborateur/trice

Requérant(e)s: IGT

Financement: OFEN; DIREN

Description du projet : L'entreprise Rudolf Schmid AG a développé un moteur Stirling à piston libre et à résonance de cogénération de nouvelle génération qui est caractérisé par une haute efficacité électrique de 25% en fonctionnement au propane. Ces performances doivent maintenant être validée pour un fonctionnement au gaz naturel et cela dans des conditions réelles d'utilisation.Cette validation doit se faire dans le cadre d'un projet Pilote & Démonstration élaboré par le fabricant du moteur et financé par l'OFEN. La contribution de l'institut de génie thermique de la HEIG-VD consiste d'une part à caractériser en détail les performances énergétique du système sur un banc d'essai de laboratoire, avec pour principal objectif de valider l'efficacité électrique annoncée par le fabricant. D'autre part, elle consiste à effectuer le suivi de quatre groupes de cogénération installés en conditions réelles d'utilisation sur deux périodes de chauffage.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Carré Jean-Baptiste, Tschumi Gabriel, Röthlisberger Roger, Ropp Julien

Partenaires académiques: IGT

Durée du projet: 25.11.2019 - 31.12.2021

Montant global du projet: 125'700 CHF

Statut: En cours


Wood-based concrete: building construction with composite elements of wood-concrete compounds and timber

Rôle: Co-requérant(s)

Financement: HES-SO Rectorat; Vial SA; FR - EIA - Général école Ra&D; JPF Construction SA; Erne Holzbau AG; TU Wien - ITI; FR - EIA - Institut iTEC; FNS; FR - EIA - Institut iTEC

Description du projet : This project focuses on the development of new principles for load-bearing elements made of wood or wood-based concrete. Alongside the improved static load-bearing capacity, these innovative building elements also offer economic and ecological ad-vantages (weight reduction, thermal and acoustic insulation, fire protection, heat storage, reusability as source of heat and electricity). Background Cement-bonded wood products are today mainly used for non-load-bearing purposes, e.g. as noise or fire protection panels. However, wood-based concrete in a new mixture could also be used in ceilings and wall elements and could thus make a contribution also to load-bearing. That said, knowledge about load-bearing elements involving wood-based concrete is still too limited for practical application to go ahead. In particular, data is lacking on the composition of wood-based concrete for specific uses, on the nature of the joints to be used, on how whole ceilings and wall elements can be planned economically and on the dimensioning methods to be applied to these elements. Aim The project aims to develop mixtures of lightweight concrete with different pre-treated wood components and to assess their suitability as load-bearing materials. The results will flow into a conceptual structural design of ceilings and wall elements and will be complemented by experiments with joints for the individual components. Applying dimensioning methods that have rarely been used before in wood construction, the researchers will predict the bearing capacity of entire building elements through to fracture and study it in load tests at a large scale. Practice-oriented dimensioning approaches will be derived from the results. Based on further pre-experiments and case studies, the researchers will assess other expected ad-vantages, e.g. for thermal insulation and storage, for fire and noise protection, and with regard to economic competitiveness. Significance Load-bearing elements containing wood-based concrete are lighter in weight and offer integrated noise and fire protection. Thanks to the high share of wood, these innovative building elements are largely based on renewable resources and provide thermal insulation and storage. They can moreover be used as source of heat and electricity after their dismantling. The dimensioning methods to be developed'so far limited to the traditional building materials steel and reinforced concrete'could make construction with wood and wood-based products more efficient and thus contribute to the appropriate use of Swiss forests and Swiss wood.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Moix Jonathan, Andrey Jean-Paul, Monney Isabelle, Delaquis Dominique, Zwicky Daia, Meszes Adam Attila, Uboldi Paride, Herren Christoph, Corpataux Dominique, Raetzo Raphaël, Macchi Niccolò, Ropp Julien

Partenaires académiques: IGT

Durée du projet: 23.12.2016 - 31.12.2020

Statut: En cours


Terminés

Post-traitement des fumées de générateurs de chaleur domestiques à bois, 2ième phase

Rôle: Collaborateur/trice

Requérant(e)s: IGT, IGT

Financement: OFEV; Socle Ra&D

Description du projet : Le projet consiste à poursuivre le développement d'un dispositif de post-traitement des fumées de générateurs de chaleur domestiques à bois, dans le but d'en réduire massivement les émissions de polluants gazeux et particulaires, à partir de composants conçus pour le traitement des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne (filtre à particules et catalyseur). D'autre part, il s'agit de vérifier que le dispositif atteigne effectivement les performances de filtration attendues en termes de concentration de particules.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Stäger Thierry, Monney Isabelle, Rappo Daniel, Carré Jean-Baptiste, Da Riva Enrico, Huggenberger Shadia, Degoumois Patrick, Roth Samuel, Röthlisberger Roger, Bourgeois Jean-Pascal, Ropp Julien

Partenaires académiques: MEI; FR - EIA - Institut ChemTech

Partenaires professionnels: Différents partenaires indus.; IGT; IGT

Durée du projet: 30.04.2017 - 28.11.2019

Montant global du projet: 263'451 CHF

Statut: Terminé


Conditionneur de bûches de bois sèches pour chaudières à plaquettes forestières

Rôle: Collaborateur/trice

Requérant(e)s: IGT, Röthlisberger Roger, IGT

Financement: CTI

Description du projet : Il s'agit de réaliser une pré-étude technico-économique avec l'entreprise de fabrication de machines spéciales pour le conditionnement du bois Aficor SA sur un conditionneur de bûches de bois sèches pour chaudières à plaquettes forestières. L'objectif est d'une part d'élaborer un ou plusieurs concept(s) de dispositif pouvant être adjoint à une chaudière afin de produire de manière continue des plaquettes sèches en consommant un minimum d'énergie électrique. D'autre part, il s'agit d'évaluer le coût d'un tel dispositif afin d'en déterminer la pertinence économique.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Carré Jean-Baptiste, Röthlisberger Roger, Ropp Julien

Partenaires académiques: IGT; Röthlisberger Roger, IGT

Durée du projet: 06.06.2017 - 28.08.2018

Montant global du projet: 7'500 CHF

Statut: Terminé




2019

XyloClean II Post-traitement des fumées de générateurs de chaleur domestiques à bois - rapport pour le compte de l'OFEV Rapport

Julien Ropp, Thierry Stäger, Roger Röthlisberger, Samuel Roth, Jean-Pascal Bourgeois

2019, HEIG-VD : HEIG-VD, 69  p.

Lien vers la publication

Résumé:

Zusammenfassung
XyloClean ist ein Projekt, das darauf abzielt, Lösungen für die Abgasreinigung von Holzöfen und -kessel
mit niedriger Leistung (<150 kW) zu entwickeln, um deren Gesundheits- und Umweltbelastung zu
reduzieren. Vorstudien zu diesen Anlagen haben das hohe Potenzial verschiedener geschlossener
Partikelfilter aufgezeigt, die ursprünglich für die Reinigung der Verbrennungsgase von Dieselmotoren
entwickelt wurden.
Die Effizienz dieser Technologie ist an einem Holzofen mit einer Leistung von weniger als 8 kW bestätigt
geworden, mit einer Reduzierung der Feinstaubemissionen von mehr als 95 % (Masse und Anzahl).
Damit wurde die Emissionsrate von Feinstaub unter 5 mg·Nm⁻³ gebracht. Eine Reduzierung zwischen
56% und 93% der Kohlenmonoxid-(CO)-Emissionen sowie eine vollständige Eliminierung von
polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAKs) konnte festgestellt werden. Um diese
Technologie zur Kommerzreife zu bringen, müssen noch ein spezifischer Ventilator und ein
effizienteres Regenerationssystem entwickelt werden als die bisherigen Testkomponenten.
Trotz einer sehr hohen Filtrationsleistung (Emissionsrate unter dem messbaren Schwellenwert von 1
mg·Nm⁻³) ist diese Abgasreinigungstechnologie nicht auf Holzkessel anwendbar. Sogar mit
Vorfiltrierung der Abgase mittels eines Zyklons der die Masse der Partikel um 10 bis 60% reduzierte,
war der geschlossene Partikelfilter schon nach nur 200 kg verbranntem Holz (d.h. etwa 1 % der
Jahresmenge) gesättigt. Wenn man dazu noch die Unmöglichkeit der Filterregeneration betrachtet, ist
diese Abgasreinigungstechnologie für Holzkessel nicht kommerziell umsetzbar. Vorversuche mittels
Gewebefilter wurden daher durchgeführt.

Diese Versuche haben gezeigt, dass ein Staubabscheidegrad
von mehr als 95% erreicht werden kann und dies unabhängig von der Verbrennungsphase. Da bei
Gewebefiltern das Filtermedium flexibel ist, sind regelmäßige und automatische
Filterreinigungsmechanismen möglich.


Résumé
XyloClean est un projet qui a pour but de développer des solutions de filtration des fumées issues des
poêles et chaudières à bois de petites puissance (<150 kW) afin d’en réduire l’impact sanitaire et
environnemental. Des études préliminaires sur ces installations ont mis en évidence le fort potentiel
de différents filtres à particules fermés, développés initialement pour l’épuration des gaz de
combustion des moteurs diesel.
L’efficacité de cette technologie a pu être validée sur un poêle à bois d’une puissance inférieure à 8 kW,
avec une réduction des particules fines émises d’au moins 95% (en masse et en nombre), amenant le
taux d’émission sous les 5 mg·Nm⁻³. Il a également été constaté, une réduction comprise entre 56 et
93% des émissions de monoxyde de carbone (CO) et une élimination complète des hydrocarbures
aromatiques polycycliques (HAP). L’adaptation commerciale de cette technologie nécessite toutefois
encore le développement d’un ventilateur spécifique et d’un dispositif de régénération plus
performant que ceux testés dans ce projet.
En revanche, cette technologie ne s’avère pas applicable aux chaudières à bois. Malgré une
préfiltration des fumées à l’aide de cyclone réduisant de 10 à 60% la masse de particules à traiter, la
saturation du filtre intervenue après seulement 200 kg de bois brûlé (soit env. 1% de la quantité
annuelle) et l’impossibilité de le régénérer ne permettent pas de l’envisager comme solution
commerciale, malgré ses performances élevées de filtration (masse de particules émises sous
1 mg·Nm⁻³). Cela a conduit à étudier une technologie voisine : les filtres à manches.

Ces médias filtrants sont souples et permettent d’envisager une régénération de leur capacité de
filtration de manière régulière et automatique. Des essais préliminaires ont permis de confirmer leur
grande efficacité de filtration, avec une réduction minimale de 95% du nombre et de la masse des
particules émises et ce, quelle que soit la phase de combustion.


Summary
XyloClean is a project that aims to develop solutions for filtering exhaust gases from small wood stoves
and boilers (<150 kW) in order to reduce their health and environmental impact. Preliminary studies
on these installations have shown the high potential of different closed particle filters, initially
developed to clean the combustion gases of diesel engines.
The efficiency of closed particle filter technology has been validated on a wood stove with a power of
less than 8 kW. With the filter, a reduction of fine particles emissions of more than 95% (by mass and
number) has been achieved, bringing the emission rate below 5 mg·Nm⁻³. It was also found that carbon
monoxide (CO) emissions were reduced between 56 and 93% and polycyclic aromatic hydrocarbons
(PAHs) were completely eliminated. However, the commercial adaptation of this technology still
requires the development of a specific fan and a more efficient regeneration system than those tested
in this project.
However, this filtering technology is not applicable to wood-fired boilers even if it has a high filtration
efficiency (reduction of the mass of particle emitted below the measurable threshold of 1 mg·Nm⁻³)
The problem lies in that even with pre-filtration of the exhaust gas using cyclones (reducing the mass
of particles to be treated by 10 to 60%) the filter is saturated after only 200 kg of burned wood (i.e.
about 1% of the annual quantity). This, combined with the impossibility of filter regeneration
disqualifies this technology as a commercial solution for wood boiler exhaust gas cleaning. Preliminary
test with bag filters were therefore conducted.

The efficiency of these filters is also very high, with a
reduction of at least 95% of particles emitted, both in number and mass, and this regardless of the
combustion phase. Furthermore, the fact that in this case the filtering media is flexible makes it
possible to consider a regular and automatic regeneration of the filter.




2018

XyloChips : continuous measurement of woodchips energy content ArODES Conference

Julien Ropp

Proceedings of 15. Holzenergie-Symposium, Zurich, Switzerland, 14 September 2018

Lien vers la publication

Résumé:

Die Bestimmung des Energieinhalts von Waldhackschnitzeln basiert derzeit hauptsächlich auf der Wärme, die von dem mit einem Wärmezähler ausgerüsteten Kessel geliefert wird. Der Hackschnitzellieferant berechnet daher nur die Nutzenergie, die der Verbraucher mit seinem Kessel produzieren kann. Das Ziel dieses Projekts war, den Energieinhalt von Hackschnitzeln bei der Lieferung, wie bei jedem anderen Brennstoff, zu bestimmen. Dazu wurde eine Sondereinrichtung entwickelt und gebaut. Diese beinhaltet eine kontinuierliche Feuchtigkeits- sowie eine Massedurchfluss-Messung. Die Verwendung dieser zwei Grössen, zusätzlich zu einem konservativen Wert des Brennwerts des trockenen Holzes und des durchschnittlichen Wasserstoffgehalts ermöglicht, den Energiegehalt der Holzschnitzel zu bestimmen. Die ersten Feldmessungen unter realen Bedingungen ermöglichten, die in 40 m³ Holzschnitzel enthaltene Energie in 10 Minuten mit einer Fehler von weniger als 3 % zu bestimmen. Wenn diese Ergebnisse im Rahmen der nächsten Phase des Projekts bestätigt werden, wäre diese Messmethode viel präziser und objektiver als die derzeitige Praxis, die auf der Kombination eines Wärmezählers und einer Schätzung der durchschnittlichen Kesseleffizienz basiert.


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