Mise au point d'une méthode de caractérisation des Produits Résiduaires Organiques (PRO) par analyse thermique Rock-Eval®

IFP Energies nouvelles - Direction Géosciences

Stage Agroalimentaire Hauts-de-Seine entre janvier et mars 2023 de 5 à 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.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Mise au point d’une méthode de caractérisation des Produits Résiduaires Organiques (PRO) par analyse thermique Rock-Eval®

Le carbone organique du sol est devenu depuis une dizaine d’année un enjeu crucial pour le climat, comme pour l’alimentation, qui a été mis en exergue lors de l’engagement international en 2015 avec l’initiative 4 pour mille : les sols pour la sécurité alimentaire et le climat. En effet, tout le monde s’accorde sur le double intérêt de stocker plus de carbone dans les sols d'une part, pour compenser les émissions anthropiques de CO2, d'autre part, dans le gestion de leur fertilité.

Les pratiques agricoles, et plus particulièrement la gestion des Produits Résiduaires Organiques (PRO), ont une influence forte sur l’évolution positive ou négative du stock de carbone organique dans les sols. L’évolution du stock de carbone dans les sols cultivés est relativement lente à l’échelle humaine est nécessite l’utilisation d’outils permettant de la prédire en fonction des pratiques mises en œuvre. Cette question est d’autant plus d’actualité que de nouvelles pratiques sont mises en œuvre comme : l’introduction de couverts végétaux, la méthanisation agricole, l’introduction de cultures intermédiaires à vocation énergétiques.

L’analyse thermique Rock-Eval (RE) a montré depuis plusieurs décennies sa capacité d’adaptation à de nombreuses applications en vue de la caractérisation quantitative et qualitative du carbone.

Dans le cadre de ce stage, l’objectif est d’optimiser la méthode RE développée pour la caractérisation du carbone de la matière organique du sol (MOS) à la caractérisation du carbone de la biomasse et de ses produits dérivés, en particulier celle des produits résiduaires organiques ou PRO (biodéchets, effluents d’élevage, résidus de culture, composts, digestats). Les PRO sont une ressource future majeure identifiée comme levier pour leur valorisation énergétique et pour diminuer l’impact de l’agriculture sur les changements climatiques.

La méthode Rock-Eval® présente un avantage par rapport aux méthodes de référence utilisées conventionnellement pour les sciences du sol, c’est d’être une méthode rapide, qui nécessite un minimum de préparation préalable (broyage et séchage) et seulement une centaine de mg pour obtenir une information quantitative (TOC) et qualitative (labilité et stabilité thermique des pools de carbone) en une seule analyse.

Cependant, des résultats préliminaires IFPEN sur les PRO indiquent, entre autres, une sous-estimation systématique sur la quantification du carbone organique par rapport à l’AE ; cette sous-estimation étant liée au rapport O/C très élevé dans ce type de MO très « fraiche ». L’objectif de l’étude consiste donc à développer une méthode RE optimisée dans le cadre de la caractérisation des PRO.

Missions :

Pour répondre à l’objectif, ce stage reposera sur :

  • Une collecte d’échantillons d’une vingtaine de PRO d’origine diverses et variées et terre (MOS) auprès de 5 exploitations agricoles et, dont les contenus organiques sont très contrastés. En fonction de la date du début du stage, une partie de cette collecte aura déjà été réalisée.
  • Analyse par RE afin de valider la quantification du carbone des PRO et des sols agricoles, le contenu en carbone sera à minima comparé à celui obtenu par analyse élémentaire.
  • A partir des échantillons des exploitations agricoles prélevés en surface et en profondeur, la méthode RE optimisée pour la caractérisation des PRO sera appliquée pour valider aussi son utilisation pour l’étude de suivi et de l’évolution des pools de carbone (labile et stable).

Connaissances exigées, compétences requises et profil :

Géochimie, science des sols, agronomie, méthodes analytiques

  • Goût pour le laboratoire
  • Capacité à mener des recherches bibliographiques scientifiques (en anglais)
  • Rigueur, curiosité, adaptation 

Informations administratives et conditions du stage :

  • Établissement d'accueil : IFPEN (5 mois) et Ecole d’Ingénieurs de Purpan (1 mois)
  • Collaboration : Ecole d’Ingénieurs de Purpan (Toulouse)
  • Déplacements : Oui, permis B obligatoire
  • Adresse : 1 & 4 avenue de Bois Préau - 92852 Rueil Malmaison
  • Période du stage : Janvier à aout 2023
  • Rémunération : indemnités de stage en vigueur et remboursement des frais de déplacement
  • Equipe d’encadrement du stagiaire : I. Kowalewski, D. Sebag, R. Beghin, J Scheiner

(PDF - Max : 5 Mo)
(PDF - Max : 5 Mo)

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