Modélisation des interactions phase active / support lors du processus d'imprégnation pour une amélioration de l'activité catalytique

IFP Energies nouvelles - Lyon

Stage Chimie Rhône entre février et mai 2023 5 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.

Modélisation des interactions phase active / support lors du processus d’imprégnation pour une amélioration de l’activité catalytique

Le contrôle des propriétés texturales du support d’alumine est un enjeu crucial dans le développement de nouveaux matériaux catalytiques. Les propriétés de transport de matière dans le support sont influencées par la microstructure poreuse et sont critiques lors des étapes d’imprégnation de la phase active, puis au cours des réactions catalytiques. Un support d’alumine est constitué de cristallites élémentaires (quelques Å), formées au moment de la précipitation, qui s’associent pour former des agrégats (nm), qui peuvent ensuite s’enchevêtrer pour former des agglomérats (de 100 nm à 1 µm). C’est l’empilement de tous ces objets qui crée la microstructure poreuse.

La préparation des catalyseurs est une succession de plusieurs étapes permettant de passer d’une poudre de boehmite à un support d’alumine mis en forme et imprégné par une phase active. La performance du catalyseur résulte de toutes ces opérations.

Aujourd’hui, aucun lien évident n’a encore été fait entre les propriétés texturales d’un support, les propriétés de la solution d’imprégnation et les différentes conditions opératoires utilisées au niveau de chaque étape unitaire sur l’activité finale d’un catalyseur.

Descriptif du stage

Nous nous focaliserons dans ce stage sur la modélisation de l’étape d’imprégnation / séchage consistant à déposer la phase active dans un support poreux. La localisation des cristaux, leur dispersion et leur taille vont contrôler les performances finales d’un catalyseur. C’est en décrivant cette étape qu’il sera possible de prédire ces trois caractéristiques et d’identifier ainsi les descripteurs pertinents de la performance d’un catalyseur en confrontant les résultats issus d’un modèle à des tests catalytiques sur une réaction modèle.

L’objectif de ce stage sera de développer un modèle 1D combinant différents phénomènes : l’entrée de la solution d’imprégnation dans le système poreux par un phénomène de succion capillaire, la diffusion des espèces dans les pores et en phase adsorbée et l’adsorption des espèces chimiques. Une première base de ce modèle a été développée et validée dans le cadre des travaux de thèse de Leonor Catita (Catita et al. 2021). Il s’agira alors de compléter ce modèle en prenant en compte différentes tailles de pores et des formulations catalytiques différentes.

Une validation expérimentale de ce modèle sera ensuite réalisée grâce à des données existantes et obtenues dans le cadre de la thèse de Beatriz Pereira Barata, 2020-R05-01 qui suit par EXAFS et Raman la spéciation des espèces chimiques dans une cellule d’imprégnation in situ (Thèse Beatriz Pereira Barata, 2020-R05-01).

Enfin, une analyse de sensibilité aux différents paramètres sera conduite avec le modèle développé.

Ecole(s), formation(s) contactée(s)

ENSIC, ENSIACET, IST Lisbonne,...Master M2 en génie des procédés

  • Domaines de compétences recherchés : Procédés, génie chimique…

Informations complémentaires

  • Durée souhaitée : 5mois
  • Période souhaitée : mars-juillet 2023
  • Lieu : IFP Energies Nouvelles – Lyon
  • Transport : le centre IFP Energies Nouvelles Lyon est situé à environ 20 km au sud de Lyon. L’IFPEN étant très mal desservi par les transports en commun, un moyen de transport personnel est recommandé mais non requis, une navette IFPEN étant accessible à tous les stagiaires
  • Indemnisation : stage indemnisé par IFPEN
  • Candidature : merci d’adresser votre candidature avec CV et lettre de motivation au responsable du stage

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

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contact

IFP Energies nouvelles - Lyon
Aurélie Dandeu

Indemnité 1050

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