Modélisation moléculaire de la nitro-oxydation des lubrifiants en phase liquide

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 moléculaire de la nitro-oxydation des lubrifiants en phase liquide

L’utilisation de carburants innovants, comme l’hydrogène (H₂) est une piste pour décarboner le secteur des transports. Cependant, les caractéristiques de combustion de ce carburant présentent des propriétés de combustion différents par rapport aux hydrocarbures conventionnels, notamment une formation plus importante des NOx (NO et NO₂) due à une température de combustion plus élevée.

A cause du mécanisme « blow-by », les NOx peuvent favoriser le vieillissement de l'huile moteur, notamment par le processus de nitro-oxydation [1]. La contribution de la nitro-oxydation à la formation de boues et de vernis et l'augmentation de la viscosité est bien établie, mais aucun mécanisme réactionnel détaillé décrivant ce phénomène n’est disponible dans la littérature.

La cinétique de ce mécanisme radicalaire est très peu étudiée, et par conséquent, la compréhension et la prédiction de ce processus est à étudier davantage. Une meilleure connaissance de cette problématique permettrait à terme de mieux connaitre et de maitriser l’adéquation huile/système de combustion zéro-carbone.

Dans ce contexte, l’objectif de ce stage est centré sur le développement d’un modèle cinétique pour caractériser les réactions de nitro-oxydation en phase liquide d’un fluide lubrifiant par une approche de modélisation moléculaire, appliquée à des molécules modèles représentatives d’une huile de moteur.

Ce stage prend la suite des travaux effectués en 2022, dans lequel une base de données thermocinétiques par calcul de chimie quantique a été établie. Ces données serviront comme ensemble d’apprentissage pour réajuster des paramètres du champ de force réactif (ReaxFF). Ce dernier permet de simuler les réactions de nitro-oxydation en phase liquide avec des molécules de solvant explicite. Cette étude prospective permettra d’avoir une meilleure compréhension du phénomène de nitro-oxydation.

Profil recherché :

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

Compétences techniques : connaissance en chimie théorique et/ou modélisation moléculaire

Aptitudes : Goût pour la recherche, dynamisme et force de proposition, motivation pour la valorisation des résultats (rédaction d’articles scientifiques), capacité à travailler en équipe.

Durée et période du stage : 6 mois
Informations pratiques : Le stage se déroulera à l'IFP Energies nouvelles à Rueil-Malmaison (R17). Une indemnité mensuelle sera versée au stagiaire (si non rémunéré par ailleurs).

Intéressé/e ? Envoyez une lettre de motivation et un CV !