Approche multitechnique du suivi de l'oxydation des carburants : apports couplés de la GC/GC-MS, FT-IR, de la diffusion du rayonnement et de la RMN.

Réf. R0540R - CHEVALIER 2018

Stage - Chimie

Localisation : Hauts-de-Seine

Début : entre mars et août 2018
Durée : de 5 à 6 mois
Indem. : à définir

IFP Energies nouvelles - Direction Physique et Analyse

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

  • Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
  • Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
  • Développer des transports économes et à faible impact environnemental
  • Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
  • Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.

Approche multitechnique du suivi de l’oxydation des carburants : apports couplés de la GC/GC-MS, FT-IR, de la diffusion du rayonnement et de la RMN.

Contexte et description du projet

La stabilité à l’oxydation est une propriété essentielle des carburants conventionnels et alternatifs. Des effets structure/réactivité complexes ont été identifiés pour différentes familles chimiques clés.

Par exemple, les composés aromatiques contribuent à la formation de dépôts mais assurent aussi un rôle antioxydant. Les alcanes quant à eux présentent une réactivité plus prononcée et sont à l’origine d’un phénomène de démixtion. Ainsi, la maitrise de la réactivité des carburants nécessite une meilleure compréhension de leur cinétique d’autoxydation pour intégrer ces contraintes lors de la formulation.

Pour comprendre les mécanismes d’oxydation, une démarche expérimentale a été développée pour caractériser les cinétiques de formation des différents produits en fonction de conditions expérimentales variables : un vieillissement accéléré du composé est réalisé en autoclave. L’oxydation est suivie via des prélèvements en phase liquide qui sont ensuite analysés par différentes techniques.

L’objectif est d’identifier et de quantifier les différents produits générés au cours de l’oxydation afin d’enrichir les modèles mais aussi de détecter au plus tôt par exemple les dépôts ou leurs précurseurs, responsables de l’encrassement des injecteurs ou encore de combustions anormales dans les moteurs.

Pour identifier les composés produits durant la phase d’oxydation, la GC/MS est la technique de base par excellence que nous utilisons. Dans ce stage, nous proposons d’aller plus loin et d’explorer l’apport couplé de différentes techniques pour répondre aux problématiques évoquées ci-dessus. En plus de la GC/MS, l’apport de la FT-IR, de la diffusion du rayonnement (SAXS) et de la RMN bas champ seront explorés au cours du stage.

Ces techniques apporteront des informations complémentaires à différentes échelles d’analyse allant de l’identification des intermédiaires réactionnels à la taille des agrégats en présence au cours de l’oxydation.

Le/la stagiaire étudiera l’apport des différentes techniques d’analyse pour suivre la réactivité de différents aromatiques purs (ex : toluène, xylènes). Il/elle mettra en œuvre différentes techniques pour identifier et quantifier les produits d’oxydation et les dépôts d’abord sur ces fluides purs puis dans un second temps sur des carburants réels.

Les objectifs de ce stage sont les suivants :

  • Evaluer les performances (sensibilité, quantification…) de chaque technique pour quantifier la cinétique d’oxydation des carburants et en particulier l’apport de la RMN bas champ.
  • Développer l’analyse couplée des résultats obtenus via les différentes techniques
  • Développer la méthodologie de suivi en continu par diffusion du rayonnement de la réaction d’oxydation dans une cellule dédiée.

Ce stage permettra à l’étudiant de pratiquer différentes méthodes analytiques, tout en se familiarisant avec les enjeux spécifiques du domaine de l’oxydation des carburants. Plus généralement, il apprendra à mener un projet de recherche en réponse à un besoin industriel, depuis la recherche bibliographique jusqu’à la rédaction de préconisations en passant par des phases de développement/validation. Brochure IFPEN

Profil recherché

Bac + 5 Ecole de chimie, master chimie ou physico-chimie

  • Un intérêt pour le développement de méthodes analytiques ainsi qu’un goût pour le travail en laboratoire sont demandés.

Informations complémentaires

Durée souhaitée : 5-6 mois
Période souhaitée : mars – août 2018
Lieu : IFPEN Rueil-Malmaison
Transport : oui
Rémunération : Stage rémunéré

Merci d’adresser votre candidature (CV et lettre de motivation) aux responsables de stage
Perrine WUND – Thibaud CHEVALIER – Mickael MATRAT

Cette offre n'est plus disponible

Contact

IFP Energies nouvelles - Direction Physique et Analyse
Thibaud Chevalier
1&4, avenue de Bois-Preau
92852 Rueil-Malmaison cedex
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