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Doctorant (H/F) : Méthodes thermodynamiques pour les modèles cinétique de stabilité à l'oxydation de biocarburants durables

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 23 avril 2021

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Informations générales

Référence : UMR7274-BAPSIR-008
Lieu de travail : NANCY
Date de publication : vendredi 2 avril 2021
Nom du responsable scientifique : Dr Baptiste Sirjean
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Contexte: Plusieurs secteurs du transport, comme l'aviation ou le fret routier, reposent sur des moteurs à combustion qu'il est très difficile, voire impossible, de remplacer par l'énergie électrique. Pourtant ces secteurs sont des sources majeures de gaz à effet de serre. Par exemple, dans un scénario "business as usual", le secteur mondial de l'aviation devrait multiplier ses émissions actuelles de CO2 par un facteur 6, en seulement 30 ans. Les carburants durables, produits à partir de la biomasse (biocarburants), qui sont opérationnels dans les moteurs actuels, constituent une solution de choix pour réduire l'empreinte carbone de ces secteurs. Toutefois, la faible résistance des biocarburants à l'oxydation en phase liquide, qui est la principale cause du vieillissement, est un problème majeur qui empêche, par exemple, leur utilisation directe dans l'aviation. Le vieillissement modifie la composition des biocarburants et entraîne des effets cocktail qui modifient leurs propriétés physiques, neutralisent les antioxydants et peuvent finalement créer des polluants de combustion nocifs. Dans le cadre du projet européen "BioSCOPE", ce doctorat contribuera à la construction d'un générateur automatique de modèles cinétiques pour l'oxydation en phase liquide, en développant des méthodes originales pour le calcul automatique de données thermodynamiques.
Objectif : Le ou la candidate utilisera les outils avancés de la thermodynamique pour développer de nouvelles méthodes de calcul automatique des données thermochimiques pour les modèles d'oxydation en phase liquide. Les nouvelles méthodes seront basées sur des équations d'état (de type cubique et/ou SAFT) et des outils de thermodynamique d'équilibre basés sur la chimie quantique (dérivés de la théorie COSMO). Des validations sur des données expérimentales de la littérature seront effectuées pour déterminer une précision optimale et une approche originale sera développée pour automatiser la méthode pour le calcul à haut débit de milliers de données.
Activités:
Principales tâches du doctorant :
- Travail bibliographique,
- Diriger le développement et la validation de modèles thermodynamiques basés sur des équations d'état et des méthodes de chimie quantique.
- Développer des méthodes et des algorithmes pour automatiser le calcul des données thermodynamiques en phase liquide.
- Rédaction d'articles scientifiques et de thèses et diffusion des résultats de recherche lors de conférences et séminaires.

Contexte de travail

Le Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP) est une Unité Mixte de Recherche du CNRS et de l'Université de Lorraine. Il est situé à Nancy, deuxième ville étudiante de France. Il est principalement situé en centre-ville, dans les locaux de l'Ecole Nationale Supérieure des Industries Chimiques de Nancy (ENSIC). Le laboratoire de recherche est un laboratoire de génie chimique et des procédés de premier plan en France et dans le monde (18 chercheurs CNRS, 82 enseignants-chercheurs, 43 agents techniques et administratifs ainsi que 180 agents non permanents : chercheurs contractuels, doctorants, post-doctorants et étudiants en master). Le Groupe de Cinétique Radicale et le Groupe "Thermodynamique & Energie" font partie du laboratoire et possèdent une expertise internationalement reconnue en cinétique de la combustion et en thermodynamique du génie chimique, tant du point de vue expérimental que de la modélisation. Les dispositifs expérimentaux existants pour étudier ces phénomènes comprennent des expériences en tube de choc, en flammes laminaires et en réacteur à jet. Les outils numériques comprennent Gaussian16, Chemkin Pro, COSMO-RS et d'autres codes similaires. Le programme de doctorat s'inscrit dans le cadre du projet ERC Consolidator "BioSCOPE" dirigé par le Dr Baptiste Sirjean. Le candidat embauché aura l'opportunité de rejoindre un groupe multidisciplinaire composé de 7 doctorants et 4 chercheurs académiques permanents travaillant dans le domaine de l'énergie et de l'environnement. Les projets de recherche financés par l'ERC, l'ANR et les industriels couvrent des sujets tels que la conversion thermochimique de la biomasse, la sécurité pour l'incinération des pesticides ou des déchets plastiques solides, la sécurité incendie des batteries, les polluants formés dans les moteurs et la propulsion hypersonique. Notre groupe propose une immersion dans la production, le vieillissement et la combustion des biocarburants renouvelables ainsi que dans les technologies d'atténuation des polluants et de sécurité incendie.
Nous proposons : une formation pluridisciplinaire et une formation utilisant des équipements de recherche de pointe, des participations à des écoles, conférences et ateliers nationaux ou internationaux. Le doctorant suivra également des formations de haut niveau dans l'Ecole Doctorale SIMPEE de l'Université de Lorraine.

Contraintes et risques

Courts séjours à l'étranger

Informations complémentaires

Compétences attendues:
Nous recherchons un étudiant extrêmement motivé qui sera pleinement impliqué dans un projet multidisciplinaire stimulant impliquant la thermodynamique, la cinétique chimique, la chimie quantique, la programmation informatique et le génie chimique. Profil souhaité : i) Master ou diplôme d'ingénieur en génie chimique, chimie, physique ou domaines connexes ; ii) Bonnes connaissances en thermodynamique iii) Bonnes connaissances de l'anglais pour travailler dans un environnement international .

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