Description du sujet de thèse

Pyrolyse et oxydation d'aldéhydes et de cétones
Les carburants actuels pour les transports sont dérivés du pétrole et leur remplacement partiel par des produits renouvelables issus de la biomasse est envisagé dans tous les pays industrialisés et figure à l'ordre du jour de l'UE. L'objectif est de réduire la dépendance au pétrole et de limiter les émissions de dioxyde de carbone (gaz à effet de serre). Pour que ces biocarburants soient considérés comme des alternatives viables aux carburants conventionnels, il est essentiel de disposer d'une connaissance très détaillée de leur cinétique de combustion. Des études approfondies de la réactivité globale et de l'oxydation détaillée, et en particulier de la nature des polluants formés, sont donc nécessaires.
Parmi ces biocarburants, les alcools sont parmi les plus prometteurs, l'éthanol étant déjà introduit dans l'essence par exemple. Nos précédentes études [1-5] en réacteur à jets opposés et en tube à choc ont démontré le rôle majeur des aldéhydes et des cétones comme intermédiaires clés dans l'oxydation des alcools. Ces résultats ont mis en évidence la complexité de leurs sous-mécanismes, qui doivent être étudiés en profondeur pour mieux reproduire la combustion des alcools. Dans cette thèse, nous étudierons la pyrolyse et la cinétique d'oxydation d'une sélection d'aldéhydes et de cétones sous deux aspects : (i) des études expérimentales et (ii) une modélisation cinétique. La partie expérimentale comprendra une partie réalisée en ICARE à l'aide d'un réacteur à jets opposés, afin d'obtenir des données détaillées telles que les fractions molaires des produits formés lors de la pyrolyse en fonction de la température. Cette étude complétera les résultats déjà obtenus à ICARE sur l'oxydation de plusieurs aldéhydes et cétones. La seconde partie expérimentale sera réalisée au DRIVE à l'aide d'un tube à choc afin de mesurer les délais d'auto-inflammation dans des conditions de température et de pression proches du fonctionnement du moteur. Un mécanisme cinétique détaillé sera développé au cours de cette thèse pour représenter ces résultats. Ce mécanisme sera intégré aux mécanismes développés à ICARE.
Bien que quelques études existent dans la littérature sur la pyrolyse et l'oxydation des aldéhydes et des cétones, des données supplémentaires sont nécessaires pour évaluer la validité des mécanismes impliqués dans la combustion des alcools dans une large gamme de conditions opératoires. Il existe un manque de données expérimentales et des lacunes dans la compréhension de la cinétique. Dans le cadre de cette thèse, nous réaliserons une étude systématique sur une sélection d'aldéhydes et de cétones afin de mieux caractériser ces familles de molécules. Les résultats expérimentaux obtenus seront une première dans la littérature, tout comme le mécanisme cinétique. Ce projet contribue à la protection de l'environnement, car les carburants envisagés devraient contribuer à réduire la dépendance aux énergies fossiles et les émissions de CO2, tout en encourageant l'innovation technologique.
Le/la candidat(e) devra élaborer une matrice de données expérimentales servant de cibles de validation, synthétiser et rédiger des rapports ou articles scientifiques sur les résultats obtenus.
Le/la candidat(e) devra avoir de solides connaissances en Cinétique chimique, Combustion (hydrocarbures/biofuels) et thermodynamique. Le/la candidat(e) devra mener des expériences expérimentales de mesures, sécurité et avoir une rigeur scientifique.

Contexte de travail

Au CNRS, au laboratoire ICARE UPR3021,situé sur le campus CNRS d'Orléans, le/la candidat(e) intégrera l'équipe OH (Oxydation des hydrocarbures).
ICARE est une Unité Propre du CNRS rattaché au département Ingénierie dont les thématiques de recherche principales sont la Combustion et les Systèmes Réactifs, l'Atmosphère et l'Environnement ainsi que la Propulsion spatiale et les Rentrées Atmosphérique. Le laboratoire est composé de 8 chercheurs, 15 enseignants-chercheurs, 15 ITA et une trentaine de doctorants et postdoctorants.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation , que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.