Modélisation et optimisation par simulation 1D du remplissage d'un moteur fonctionnant à l'Hydrogène

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.

Modélisation et optimisation par simulation 1D du remplissage d’un moteur fonctionnant à l’Hydrogène

Pour faire face au problème de changement climatique, la réduction, voire l’abandon, de l’utilisation des énergies fossiles dans les transports est un axe majeur des politiques menées par les pouvoirs publiques.

Le moteur à combustion interne fonctionnant à l'hydrogène est considéré comme une alternative prometteuse à court et moyen terme pour la mobilité décarbonée des Poids Lourds et autres applications nécessitant de fortes densités d’énergie embarquée. Acteur de la transition énergétique, IFPEN développe des moteurs à combustion interne innovants à forte efficience énergétique. Ce stage s’inscrit dans ce contexte et vise à optimiser la conception des moteurs hydrogène, notamment le design du circuit admission.

Ce stage a pour objectif de reproduire par modélisation 1D les phénomènes physiques observés expérimentalement dans les conduits d’admission d’un moteur à injection indirecte H2. Il a été mis en évidence une interaction forte entre l’acoustique admission, l’injection H2 et l’efficience du remplissage en air d’un moteur. Le but est de comprendre les phénomènes pour ensuite proposer des optimisations de conduits et d’injection indirecte.

Le stage se déroulera de la manière suivante :

Familiarisation avec le fonctionnement des moteurs à hydrogène
Prise en main du logiciel de modélisation LMS Simcenter Amesim
Analyse des données expérimentales
Modélisation sous Amesim du moteur et notamment son circuit d’admission en vue de reproduire les phénomènes observés
Analyse critique et détaillée des résultats de simulation
Etude de sensibilité et détermination des paramètres d’ordre 1 sur l’efficacité du remplissage du moteur
Optimisation du design et des réglages sur l’ensemble du champ de fonctionnement du moteur
Présentation des résultats

Profil recherché :

Niveau : Dernière année d’école d’ingénieur ou Master 2

Compétences techniques : Connaissance en énergétique / thermodynamique / mécanique des fluides / motorisation ; des connaissances en programmation Matlab sont souhaitables et idéalement avec une première expérience avec le logiciel LMS Simcenter Amesim.
Aptitudes : Goût pour la recherche, dynamisme, force de proposition, faisant preuve de motivation pour les enjeux de mobilité durable, capacité à travailler en équipe et à communiquer sur son travail.

Durée et période du stage : 6 mois, entre mars et septembre 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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