Les travaux seront réalisés dans le cadre d'un projet ANR portant sur la production de combustibles (hydrogène, syngas) par dissociation de H2O et CO2 par un procédé métallurgique solaire à partir d'oxydes métalliques. L'objectif principal est de développer un procédé redox impliquant à la fois la réduction de différents oxydes activée par voie thermique et leur ré-oxydation par la vapeur d'eau ou le CO2 pour produire de l'hydrogène pur ou du syngas. Ce procédé utilise uniquement de la chaleur solaire sans recours à une source d'électricité et permet donc de développer une alternative à l'électrolyse.
Les travaux consisteront à synthétiser de nouveaux matériaux redox à conduction ionique basés sur des oxydes mixtes (de type cérine dopée ou structure pérovskite) par voie chimique. D’autres procédés métallurgiques pourront également être étudiés. Une modélisation par approche DFT pour le calcul des propriétés des matériaux pourra être envisagée en vue de la sélection de systèmes prometteurs. Ces matériaux seront caractérisés par différentes techniques de caractérisation physico-chimiques disponibles (DRX, MEB/EDX, ATG,…), et leur réactivité thermochimique sera étudiée (cinétique chimique). De nouveaux moyens expérimentaux seront développés et mis au point (dispositifs et réacteurs) pour l’étude de la réactivité des matériaux. Les systèmes redox seront également mis en œuvre expérimentalement dans un réacteur solaire au foyer d'un concentrateur pour déterminer les performances en conditions réelles. La mise en forme des matériaux pourra être étudiée (structures poreuses ou membranes denses). Des structures 3D fournies et mises en forme par les partenaires du projet seront également étudiées dans ce réacteur pour l’optimisation des performances et stabilité thermochimique.
L’étude portera également sur la simulation des transferts de matière/chaleur en milieu multiphasique, avec le développement de modèles numériques impliquant les transferts couplés au niveau du réacteur solide-gaz.
Ce projet vise à mettre au point des procédés redox thermochimique solaire pour la production de carburants.
Les activités et la méthodologie mettent en œuvre différentes étapes et la personne recrutée pourra développer les activités suivantes :
- Etude bibliographique des systèmes redox basés sur le cyclage d’oxydes pour la production d’hydrogène ou syngas, analyse thermodynamique des systèmes, modélisation DFT.
- Conception de nouveaux moyens expérimentaux.
- Synthèse, caractérisation et étude de la réactivité des matériaux.
- Mise en forme des matériaux,
- Etudes expérimentales dans un réacteur solaire au foyer d'un concentrateur à Odeillo.
- Modélisation des transferts de matière et chaleur couplés.
- Traitement des données, exploitation et analyse détaillée des résultats, rédaction.
- Participation aux activités de suivi du projet, réunions d’avancement, interactions avec les partenaires, organisation et planification des activités.
Le candidat (H/F) (niveau Ingénieur ou docteur) devra avoir une formation en génie des procédés, chimie ou science des matériaux (réacteurs chimiques, thermochimie, cinétiques, analyse thermodynamique, énergétique, bilans matière/énergie, caractérisation des matériaux). Une expérience dans l’un des domaines suivants est un plus : mise en forme de céramiques sous forme poreuse ou dense à géométrie contrôlée, synthèse de matériaux et caractérisation, modélisation DFT des matériaux, modélisation multiphasique de réacteurs. Un intérêt pour les travaux expérimentaux et théoriques est nécessaire, ainsi qu'une bonne maitrise de l'anglais scientifique (rédaction de rapports et d'articles en anglais).
Le poste est basé au laboratoire PROMES Odeillo (Four solaire du CNRS) localisé dans les Pyrénées Orientales à 1600 m d'altitude, à 100 km de Perpignan, 20 km de l'Espagne et 40 km d'Andorre. PROMES est une Unité Propre du CNRS (UPR 8521) rattachée à l'Institut CNRS Ingénierie, conventionnée avec l'université de Perpignan via Domitia (UPVD). Les travaux seront effectués dans l'équipe Carburants Solaires à Odeillo Font-Romeu qui développe notamment des activités sur la production de nouveaux vecteurs énergétiques et de matériaux par des procédés thermochimiques.
à partir de 3143€ brut mensuel ajustable en fonction de l'expérience professionnelle sur des postes de niveau équivalent
44 jours
Pratique et indemnisation du TT
Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€
Référence de l’offre
UPR8521-STEABA-014
Secteur d’activité
Sciences chimiques et Sciences des matériaux
Emploi type
Ingenieur de recherche en science des materiaux / caracterisation (H/F)
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