Doctorant / Doctorante en Génie des Procédés (H/F) - Modélisation de réacteurs polyphasiques électrifié

Vos missions en quelques mots

Sujet de thèse : Le travail de thèse porte sur la modélisation multi-échelle et l'optimisation de procédés chimiques électrifiés, avec pour objectif de contribuer au développement de procédés industriels plus efficaces énergétiquement et moins émetteurs de CO₂.

Les travaux s'intéresseront notamment au réacteur à lit fluidisé chauffé par effet Joule (EBFBR – Electrified Bubbling Fluidized Bed Reactor). Un premier volet sera consacré au développement de modèles cinétiques détaillés des réactions chimiques étudiées, prenant en compte les spécificités du chauffage électrique et les phénomènes de transferts. Les paramètres cinétiques seront identifiés à partir de données expérimentales obtenues à différentes conditions opératoires.

Un deuxième volet portera sur la modélisation multiphysique et le changement d'échelle du réacteur, depuis les configurations de laboratoire jusqu'aux échelles pilote et préindustrielle. L'objectif sera de développer des modèles prédictifs intégrant les phénomènes électriques, thermiques et hydrodynamiques afin d'optimiser la géométrie et les conditions de fonctionnement du réacteur, tout en préservant ses performances et sa stabilité.

Dans un troisième volet, la modélisation sera étendue à l'ensemble du procédé, en intégrant les étapes de préparation des réactifs, de réaction, de séparation et de purification des produits, ainsi que les boucles de recyclage et les possibilités d'intégration énergétique. Le procédé complet sera modélisé à l'aide d'un simulateur de procédés couplé à un optimiseur externe.

Enfin, des méthodes d'optimisation mathématique, notamment de type MINLP (programmation non linéaire en nombres entiers mixtes), seront mises en œuvre afin d'identifier les configurations et conditions opératoires optimales. Les performances des procédés électrifiés seront comparées à celles de procédés conventionnels, en considérant leurs performances énergétiques, économiques et environnementales. Des analyses de sensibilité et d'incertitude permettront d'identifier les principaux leviers et verrous technologiques associés au déploiement de ces procédés à l'échelle industrielle. Contexte : La thèse s'inscrit dans le cadre du Programme et Équipements Prioritaires de Recherche (PEPR) SPLEEN (Soutenir l'innovation pour développer de nouveaux procédés industriels largement décarbonés), dans le cadre de la stratégie nationale France 2030. Ce programme de recherche vise à accompagner la transformation de l'industrie vers des procédés moins émetteurs de gaz à effet de serre, en développant des solutions technologiques innovantes contribuant à la transition énergétique et à la neutralité carbone. Le travail de thèse sera réalisé au sein du Laboratoire Réactions et Génie des Procédés, dans un environnement scientifique pluridisciplinaire. Il contribuera aux objectifs scientifiques du programme à travers le développement de modèles et d'outils numériques permettant de mieux Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr...

Profil recherché

Contraintes et risques : Travail prolongé sur écran (modélisation numérique, programmation, analyse et traitement de données). Déplacements ponctuels possibles dans le cadre de réunions scientifiques, de conférences ou de collaborations. Respect des règles de sécurité et des bonnes pratiques applicables à l'environnement de travail.

Niveau d'études minimum requis

• Niveau Niveau 8 Doctorat/diplômes équivalents

• Spécialisation Formations générales

Langues

• Français Seuil

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Vacant

Chercheuse / Chercheur