Modélisation des phénomènes d'électrophorèse et de thermophorèse intervenant dans le processus de captation de particules issues des gaz d'échappement de moteurs thermiques

Réf. R1050S/2018/n° 7

Stage - Physique et Analyse

Localisation : Rhône

Début : entre mars et août 2018
Durée : de 4 à 6 mois
Indem. : Oui

IFP Energies nouvelles - Lyon

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.

Modélisation des phénomènes d’électrophorèse et de thermophorèse intervenant dans le processus de captation de particules issues des gaz d’échappement de moteurs thermiques

La captation des particules contenues dans des aérosols est le résultat d’une interaction complexe entre plusieurs phénomènes physiques tels que les phénomènes aérodynamiques, électrostatiques et thermiques. Ce sont ces phénomènes qui permettent de capter des particules sur la partie sensible des capteurs de particules resistifs destinés à des applications de diagnostics OBD pour véhicules routiers.

Ce stage s’intéressera plus particulièrement à deux phénomènes physiques :

  • l’électrophorèse, qui favorise le processus de captation via une interaction électrostatique entre les particules chargées électriquement de l’aérosol et les électrodes du système de captation.
  • la thermophorèse, ou thermodiffusion, qui favorise la diffusion des particules depuis les zones les plus chaudes du système vers les zones les plus froides, joue un rôle important lors des phases de fonctionnement transitoires du moteur.

L’objectif de ce travail sera de construire des modèles de captation prenant en compte l’un et l’autre de ces phénomènes physiques, d’abord séparemment, puis en assurant le couplage de leurs effets. Le modèle prendre en compte la la morphologie réelle des agglomérats de particules en faisant intervenir des paramètres tels que longueur de chaîne ou encore la dimension fractale.

D’un point de vue numérique, ces modèles seront développés à l’aide des logiciels Fluent et FEMM pour la partie électrophorèse, avec un couplage qui pourra être réalisé sous Matlab.

Pour parvenir à cet objectif, le stagiaire devra s’appuyer d’une part sur une étude bibliographique et d’autre part sur des résultats expérimentaux obtenus par ailleurs afin de prendre en compte les phénomènes physiques les plus pertinents pour les intégrer dans ses modèles.

Profil recherché :

Ingénieur généraliste en dernière année d’école d’ingénieur ou universitaire en Master 2 Recherche.

  • Bonne connaissance en sciences physiques / programmation scientifique / simulation numérique / logiciels Fluent et Matlab / langage C pour le développement d’UDF Fluent.

Renseignements pratiques :

Le stage se déroulera à l'IFP Energies nouvelles à Solaize. Une indemnité mensuelle sera versée au stagiaire (si non rémunéré par ailleurs).

Contact

IFP Energies nouvelles - Lyon
Stéphane ZINOLA
Rond-point de l'échangeur de Solaize - BP 3
69360 Solaize
Logo IFP Energies nouvelles - Lyon

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