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Doctorant (H/F) : Modélisation cinétique de l'impact des carburants oxygénés sur les émissions polluantes en moteur à allumage commandé

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

Date Limite Candidature : mercredi 28 avril 2021

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Informations générales

Référence : UMR7274-PIEGLA-001
Lieu de travail : NANCY
Date de publication : mercredi 7 avril 2021
Nom du responsable scientifique : Pierre-Alexandre Glaude
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

Malgré l'accroissement du parc de véhicules électriques, les moteurs essence à allumage commandé représenteront encore au moins 50 % des véhicules automobiles légers au cours de la prochaine décennie, tandis que la part des moteurs Diesel est appelée à diminuer. Le moteur à allumage commandé deviendra le moteur le plus utilisé, avec une hybridation électrique croissante. Les moteurs SI à injection directe (DI) permettent une économie de carburant substantielle, mais souffrent d'émissions de suie non négligeables provoquées par la combustion du film de carburant qui se dépose aux parois. Parallèlement, afin de réduire la dépendance aux combustibles fossiles et de diminuer les émissions nettes de CO2, les biocarburants oxygénées sont favorisés par l'UE. Le pourcentage d'éthanol dans l'essence, aujourd'hui de 10 %, sera augmenté dans les années à venir. De nouveaux biocarburants, comme des alcools plus lourds, présentent également des alternatives avec un meilleur bénéfices en termes d'émissions de CO2. Bien que les carburants oxygénés aient tendance à réduire les émissions de suie, ils posent de nouveaux problèmes de pollution. Ils peuvent augmenter les émissions d'aldéhydes et de NOx et changer les caractéristiques des suies et des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) toxiques.
Le projet OFELIE, soutenu par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) et qui réunit l'IFPEN, le LRGP, le PC2A, PSA et Renault, vise à modéliser et simuler la formation des suies et de polluants dans les moteurs essences à injection directe afin de développer des moteurs DI-SI à faibles émissions. Le but de la thèse proposée est de développer un modèle cinétique détaillé de la combustion d'une essence incorporant des alcools, capable de prédire les principaux paramètres de combustion et la formation de polluants, en particulier les aldéhydes, les oxydes d'azote et les HAP, qui sont les principaux précurseurs de la suie. Le développement du mécanisme s'appuiera notamment sur l'utilisation des méthodes de la chimie théorique pour examiner les voies réactionnelles mal connues et estimer les constantes thermodynamiques et cinétiques nécessaires. Le modèle sera validé par confrontation aux résultats expérimentaux de la littérature ou obtenus par les partenaires du projet. Le modèle final sera utilisé par les motoristes pour simuler la chambre de combustion du moteur DI.

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 radicalaire fait partie du laboratoire et possède une expertise internationalement reconnue en cinétique de la combustion, tant sur le plan expérimental que sur celui de la modélisation. Les dispositifs expérimentaux existants pour étudier ces phénomènes comprennent des expériences de tubes à choc, de flammes laminaires et de réacteurs auto-agité par jets gazeux. 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.
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.

Informations complémentaires

Profil souhaité : Master ou diplôme d'ingénieur en génie chimique, chimie, physique ou domaines connexes. Intérêt pour la modélisation. Une expérience dans les techniques de modélisation moléculaire serait la bienvenue.

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