IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

• Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
• Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
• Développer des transports économes et à faible impact environnemental
• Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
• Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.

Caractérisation des structures d'empilement de grains de catalyseur dans un réacteur.

1/ Contexte du projet :

L'IFP Energies Nouvelles développe des catalyseurs pour des réactions de raffinage de pétrole, pétrochimie et synthèse de biocarburants. Les catalyseurs se présentent sous forme de particules sphériques ou cylindriques de quelques millimètres. L'une des tâches clés du processus de développement est le test du catalyseur dans des réacteurs généralement tubulaires contenant un nombre réduits de grains (quelques centaines).

Nous cherchons à améliorer les réacteurs catalytiques à lit fixe, c'est-à-dire dans lesquels les grains de catalyseurs sont immobiles, en réduisant leur dimension et donc le nombre de grains testés. Plus spécifiquement, nous cherchons à évaluer les effets induits par le positionnement aléatoires des grains. Pour ce faire, nous avons retenu une approche 100% numérique, et nous sommes capables simuler des empilements de grains, de les analyser et de calculer l'écoulement dans la porosité du réseau ainsi construit.

2/ Objectifs du stage :

Le stage consistera à calculer un grand nombre d'empilements avec des conditions initiales aléatoires et d'analyser ces structures pour en déterminer leur variabilité. Un des enjeux est de déterminer les "bonnes" grandeurs caractéristiques des empilements, ce qui pourra nécessiter la proposition et le test de nouvelles approches issues de la littérature sur les analyses de volumes et/ou de milieux poreux. La conclusion du stage sera de déduire de ces calculs des règles de conception des réacteurs" lit fixe" permettant de s'affranchir des effets aléatoires.

Le stage consistera essentiellement à l'utilisation d'outils informatiques déjà existants mais pourra aussi nécessiter d'améliorer les outils d'analyses de volumes 3D. Des essais de visualisation ou validation pourront être envisagés lors de la 2ème moitié du stage.

Le travail sera effectué en collaboration avec une doctorante.

3/ Profil recherché :

Élève ingénieur avec des connaissances et/ou un intérêt dans les domaines suivants : génie des procédés, mécanique des fluides, mécanique des milieux discontinus, milieu poreux et traitement d'images 3D.

Ce stage est un stage de recherche où l'étudiant devra faire preuve d'autonomie, initiative et sens critique vis-à-vis des résultats.