Modélisation mésoscopique du transport et des réactions chimiques pour les applications de stockage d'énergie

IFP Energies nouvelles - Direction Physico-chimie et Mécanique appliquées

Stage Chimie Hauts-de-Seine entre mars et août 2023 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.

Modélisation mésoscopique du transport et des réactions chimiques pour les applications de stockage d'énergie

Stage de Master 2 à IFP Energies nouvelles (IFPEN)

Le stage de Master proposé se place dans le contexte général des applications de stockage souterrain d'hydrogène (Undergroud Hydrogen-Storage, UHS) dans les réservoirs naturels. Cette application à long terme nécessite la compréhension du transport de l'hydrogène et de l'interaction avec les milieux poreux et perméables en utilisant des approches multi-échelles. En particulier, les échelles d’espace et de temps impliquées dans le processus de transport réactif de l'hydrogène sur différentes surfaces minérales sous confinement nécessitent des techniques adaptées.

Les travaux proposés porteront plus particulièrement sur les aspects méthodologiques du transport réactif à l'échelle mésoscopique à l'aide de simulations de dynamique particulaire dissipative (Dissipative Particle Dynamics) à énergie constante (e-DPD).

Le projet de recherche s'articule autour de trois grandes étapes. La première étape consiste à tester les fonctionnalités réactives de la méthode l'e-DPD telles qu'implémentées dans le code de dynamique moléculaire Lammps, qui est un code open-source largement utilisé et éprouvé dans la communauté scientifique. Dans un deuxième temps, un ensemble de réactions de décomposition en phase liquide sera intégré au système en utilisant des paramètres d'interaction extraits de la littérature. Si possible, nous essaierons d'étendre les simulations pour considérer des échantillons hétérogènes où l'effet du confinement sur le transport réactif sera analysé.

Formation requise :

Les candidats doivent suivre un programme de master (niveau 2) dans une discipline STIM (science, technologie, ingénierie et mathématiques) avec une composante de recherche substantielle, avoir une formation en chimie physique, physique chimique, ingénieur chimiste ou un domaine connexe.

  • Des connaissances de base autour des propriétés thermo-physiques des fluides, compétences en calcul, en programmation et en simulation moléculaire seraient un avantage significatif.

Durée de stage : 6-mois

Indemnité de stage : entre 638 € et 1 081 € en fonction du niveau d'études et de l'expérience. Les étudiants étrangers recevront une compensation supplémentaire unique de 515 € à leur arrivée.

Localisation : Le stage de Master se déroulera à IFP énergies Nouvelles à Rueil-Malmaison (près de Paris).

Le dossier de candidature complet doit comprendre :
(i) une lettre de motivation ;
ii) un CV détaillé,
iii) le nom et l'adresse e-mail de deux références. 

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Mesoscopic modeling of transport & chemical reactions for energy storage applications

Master internship at IFP Energies nouvelles (IFPEN)

The proposed Master internship takes place in the general context of suitable options for Underground Hydrogen-Storage (UHS) applications in natural reservoirs. This long-term application requires the understanding of hydrogen transport and interaction with porous and permeable media using multi-scale approaches. In particular, the length and time scales involved in the H2 reactive-transport process hydrogen over different mineral surfaces under confinement required an adapted technique. The proposed work will focus more specifically on the methodological aspects of reactive-transport at the mesoscopic scale using constant energy Dissipative Particle Dynamics (e-DPD) simulations.

The scientific approach that will be pursued is built around three main steps. The first step is to test the reactive functionalities of the e-DPD as implemented in the Lammps molecular dynamics code, which is an open-source code and widely used and proven in the scientific community. In a second step, a set of bulk phase decomposition reactions will be incorporated to the system using interaction parameters extracted from the literature. If possible, we will try to extend simulations to consider heterogeneous samples where the effect of confinement on the reactive transport will be analysed.

Required background:

Applicants are expected to be in a master’s (level 2) program in a STEM (science, technology, engineering, and mathematics) discipline with a substantial research component, have a background in physical chemistry, chemical physics, chemical engineer, or a related field. Basic concepts of thermophysical properties of fluids, computational, programming, and molecular simulation skills would be a significant advantage.

Internship Period: 6-month

Monthly fellowship: between 638€ to 1081€ based on educational levels and experience. Foreign students will receive a single additional compensation of 515€ at arrival.

Localisation: The Master internship will be held at IFP energies Nouvelles in Rueil-Malmaison (near Paris).

The complete application should include:

(i) a motivation letter;
ii) a detailed CV,
iii) the name and email address of two references. 


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

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IFP Energies nouvelles - Direction Physico-chimie et Mécanique appliquées
Carlos NIETO-DRAGHI et Théo DE BRUIN

Indemnité Oui

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