Stage Modélisation des propriétés de transport dans un solide poreux d'architecture donnée

IFP Energies nouvelles - Lyon

Stage Chimie Rhône entre mars et juin 2022 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.

Stage Modélisation des propriétés de transport dans un solide poreux d’architecture donnée

Afin de répondre à la demande croissante d'énergie et, en même temps, de réduire l'impact environnemental des combustibles fossiles et bio-sourcés, de nombreux efforts sont déployés pour optimiser les catalyseurs hétérogènes. Ces catalyseurs sont constitués d'un support poreux sur lequel des composés métalliques actifs ont été déposés. Dans ce contexte, il est important de développer de nouveaux matériaux pour produire des catalyseurs hétérogènes performants.

La plupart des supports catalytiques sont en alumine-gamma. Ils jouent un rôle important dans la réaction et doivent présenter certaines propriétés texturales et mécaniques en fonction de leur utilisation.  Des propriétés mécaniques telles que la résistance à la friction ou à l'écrasement sont requises ainsi que des propriétés texturales (surface spécifique, distribution des pores, accessibilité des sites actifs et connectivité).  Ces propriétés dépendent de la texture du support, qui est le résultat de ses conditions opératoires de fabrication.  C’est pourquoi, il est important de relier les propriétés de transport aux conditions de fabrication.

L'alumine gamma est un matériau poreux très important présent dans l'industrie pétrolière pour les procédés d'hydrotraitement, de reformage catalytique et d'isomérisation.

Pour comprendre et améliorer les propriétés de transport du solide poreux, il est nécessaire de comprendre l'architecture du réseau de pores et ainsi caractériser ses propriétés texturales. La modélisation du réseau poreux solide doit être réalisée à partir de la connaissance de la structure des aggrégats et des agglomérats constitutifs.

Des travaux antérieurs menés à l’IFPEN ont permis de générer une représentation numérique du réseau de pores de l’alumine gamma-alumine capable de prédire avec précision les propriétés de transport de masse au sein du matériau poreux.

Ces propriétés de transport sont le résultat du procédé de préparation du matériaux poreux composés. En parallèle d’autres travaux ont permis de relier, par le biais de la construction d’un solide numérique, la structure solide de l’alumine en fonction des paramètres physico-chimiques de synthèse.

L’objectif de ce travail de stage sera de coupler les deux modèles de façon à prédire les propriétés de transport du matériaux poreux en fonction de ses conditions de préparation.


(PDF - Max : 5 Mo)
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Martine Glo

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