Développement d'une méthodologie analytique sur un moteur à combustion interne alimenté en hydrogène

IFP Energies nouvelles - Lyon

Stage Energétique Rhône entre février et avril 2022 6 mois


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 : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

  • l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
  • la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Développement d’une méthodologie analytique sur un moteur à combustion interne alimenté en hydrogène

La consommation en carburant fossile augmente continuellement dans le domaine du transport terrestre induisant les émissions de CO2 toujours croissantes malgré les gains en rendement des moteurs à combustion interne.

Des sources alternatives d’énergie à faible empreinte environnementale sont activement recherchées et l’hydrogène apparaît comme une voie très prometteuse pour alimenter une pile à combustible ou un moteur à combustion interne. Des recherches de compréhension et d’amélioration sont actuellement en cours sur ces deux voies à l’IFPEN. Elles nécessitent le développement de méthode analytique visant à établir les bilans d’oxygène et hydrogène de ces procédés pour valider la cohérence des mesures des espèces intervenant dans la réaction. Elles exigent en particulier la mesure en continu de l’eau à l’échappement qui reste un vrai challenge à l’heure actuelle.

Cette étude porte sur le développement d’une approche analytique visant à établir les bilans d’oxygène et hydrogène d’un moteur à combustion interne alimenté à l’hydrogène. Elle vise à :

  • Identifier les méthodes de mesure de vapeur d’eau en continu avec une fréquence d’acquisition de l’ordre de 1-10 Hz ;
  • Etablir les bilans d’oxygène et hydrogène à partir de premières analyses expérimentales obtenues sur un banc moteur.

Le travail consistera donc à :

  • S’initier aux mesures sur un banc moteur et aux méthodes de calculs de bilan de carbone et oxygène sur un moteur à essence ;
  • Rechercher les solutions pertinentes d’analyses d’eau, via des plateformes d’accès aux articles scientifiques ou brevets… ;
  • Etablir les calculs de bilan d’oxygène et d’hydrogène, à partir des mesures disponibles de banc moteur ;
  • Assurer diverses corrections de mesures à l’échappement ;
  • Valider la méthode de calcul établie avec éventuellement des essais complémentaires sur un banc moteur ;
  • Proposer des voies d’amélioration méthodologique ou analytique et éventuellement des pistes quand l’eau est à la fois sous état vapeur et liquide (pile à combustible).

Profil recherché :

L’étudiant devra être en stage de Master M2 ou école d’ingénieur (bac + 5 ans) avec des connaissances de base en réaction chimique et en analyse de gaz (combustion d’hydrogène).

  • Il devra être motivé pour travailler dans un environnement de recherche sur la mobilité future et la qualité de l’air.
  • Il devra enfin avoir l’aptitude à travailler en équipe et à communiquer sur son travail.

(PDF - Max : 5 Mo)
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