Analyse des mécanismes de dégradation des huiles aéronautiques

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : CLIMAT, ENVIRONNEMENT ET ÉCONOMIE CIRCULAIRE, ÉNERGIES RENOUVELABLES, MOBILITÉ DURABLE et HYDROCARBURES RESPONSABLES.

L’engagement d’IFPEN en faveur d’un mix énergétique durable se traduit par des actions visant :

• à gagner en efficacité énergétique ;
• à réduire les émissions de CO2 et de polluants ;
• à améliorer l’empreinte environnementale de l’industrie et des transports ;

tout en répondant à la demande mondiale en mobilité, en énergie et en produits pour la chimie.

Dans cet objectif, IFPEN développe des solutions permettant, d’une part, d’utiliser des sources d’énergie alternatives et, d’autre part, d’améliorer les technologies existantes liées à l’exploitation des énergies fossiles.

Analyse des mécanismes de dégradation des huiles aéronautiques

La problématique d’encrassement pour les fluides dans le secteur aéronautique concerne à la fois les carburéacteurs et les lubrifiants. Ces derniers connaissent une attention particulière aujourd’hui compte tenu des contraintes toujours plus importantes pour les nouveaux aéronefs (températures élevées, exigences d’amélioration de la propreté et d’optimisation du rendement énergétique, etc.). Des huiles spécifiques sont donc nécessaires.

L’utilisation d’huiles à base d’esters synthétiques est privilégiée notamment car elles respectent un cahier des charges très particulier sur la tenue en température et la lubrification. Cependant, à très hautes températures, le phénomène de cokéfaction existe et conduit à la formation de dépôts. Les mécanismes mis en jeu sont complexes car ils regroupent une succession de processus physiques et chimiques (évaporation, oxydation, polymérisation, calcination).

Dans ce contexte, le sujet proposé vise à identifier et évaluer différents mécanismes de dégradation pour tenter de caractériser le potentiel d’encrassement de ce type d’huile.

La stratégie proposée repose sur trois étapes résumées ci-dessous :

La première étape consistera à effectuer une analyse de la littérature scientifique sur la cinétique de dégradation des huiles en privilégiant les huiles à base d’esters synthétiques et en discutant les mécanismes de formation de dépôts associés. Cela permettra par ailleurs de recenser les méthodes analytiques employées pour caractériser les dépôts voire l’impact éventuel de différents descripteurs chimiques en lien avec l’huile.

La seconde étape sera expérimentale. Une matrice d’huiles, à définir, sera utilisée pour évaluer différentes hypothèses de dégradation. Cela consistera par exemple à appliquer une contrainte thermique à l’huile pendant un temps défini et à analyser son impact sur le potentiel d’encrassement de l’huile. Différentes approches expérimentales maitrisées à IFPEN mais appliquées aux carburants seront utilisées pour cela (TO10/DR10 modifié, micro-cokage, autoclave, etc.). Le stagiaire s’appuiera sur ses connaissances, la revue de la littérature et de multiples échanges avec des experts du domaine pour mettre en œuvre des essais pertinents par rapport aux contraintes opérationnelles du secteur aéronautique. Il aura aussi pour mission d’analyser de discuter les différents dépôts obtenus pour les huiles testées.

La dernière phase du stage consistera à synthétiser et discuter les résultats obtenus durant la deuxième phase en soulignant les liens entre les dépôts formés et les conditions opératoires visées. Pour ce faire, le stagiaire devra identifier les descripteurs d’intérêt pour caractériser le processus de formation de dépôts (masse de dépôt, nature chimique, etc.). Ce travail donnera lieu à une cartographie des dépôts pour ce type d’huile.

Le stagiaire sera intégré dans l’équipe « Fluides » et sera en fortes interactions avec des experts côté analyses.

Profil recherché :

Étudiant.e en dernière année de cycle Ingénieur ou en Master 2 (idéalement M2 Recherche) vous justifiez idéalement de connaissances en Chimie analytique, Formulation, Caractérisation matériaux.

Durée et période du stage : 6 mois entre février et aout 2024
Informations pratiques : Le stage se déroulera à l'IFP Energies nouvelles à Rueil-Malmaison. Une indemnité mensuelle sera versée au stagiaire (si non rémunéré par ailleurs).

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