Combustion d'hydrogène et d'ammoniac en milieux poreux : expériences et modélisation

CEA; Saclay; Sur place; EUR 40 000 - 60 000; Plein temps

Résumé du poste

Une entreprise innovante recherche un doctorant pour explorer la combustion d'hydrogène et d'ammoniac dans des milieux poreux. Ce projet de thèse se concentre sur le développement de brûleurs poreux efficaces, visant à réduire les émissions polluantes tout en améliorant la durabilité des matériaux. Le candidat utilisera un banc expérimental pour mener des recherches de pointe, alliant expérimentation et modélisation numérique. Ce rôle passionnant offre l'opportunité de contribuer à des avancées significatives dans le domaine de l'énergie décarbonée, tout en travaillant au sein d'une équipe dynamique au CEA Saclay.

Qualifications

• Expérience en combustion et modélisation requise pour ce poste.
• Connaissance des techniques d'impression 3D et des matériaux avancés.

Responsabilités

• Conduire des expériences de combustion avec des mélanges NH3/H2.
• Concevoir de nouvelles géométries poreuses et analyser les résultats.

Connaissances

Expérimentation en combustion

Modélisation numérique

Conception de géométries poreuses

Analyse de la composition des gaz

Techniques d'impression 3D

Formation

Doctorat en Sciences

Outils

Anémométrie à fil chaud

Thermométrie infrarouge

Diagnostics laser

Description du poste

Description du sujet de thèse

Domaine

Défis technologiques

Sujets de thèse

Combustion d'hydrogène et d'ammoniac en milieux poreux : expériences et modélisation

Contrat

Thèse

Description de l'offre

1. Contexte : Les perspectives énergétiques actuelles suggèrent l'utilisation de l'hydrogène (H2) et de l'ammoniac (NH3) comme vecteurs d'énergie décarbonés. La combustion du NH3 offre des avantages tels qu'une densité énergétique élevée et un stockage sûr, mais présente une plage d'inflammabilité étroite et des émissions élevées de NOx. Il est possible d'obtenir de l'hydrogène par craquage partiel d'ammoniac pour créer des mélanges ayant des propriétés de combustion plus favorables, mais il reste des questions ouvertes concernant les émissions de polluants et la teneur en NH3 imbrûlé.
2. Défis : Les brûleurs poreux sont des candidats prometteurs pour la combustion de mélanges NH3/H2 à faibles émissions polluantes. Malheureusement, les problèmes de durabilité des matériaux et la complexité de la stabilisation des flammes constituent encore des obstacles importants à leur industrialisation. Toutefois, les récentes avancées dans le domaine de la fabrication additive permettent un design avancé de matrices poreuses, leur caractérisation expérimentale restant difficile en raison de l'opacité de la matrice solide.
3. Objectifs de recherche : Le doctorant exploitera un banc expérimental au CEA Saclay pour mener des expériences de combustion avec des mélanges NH3/H2/N2+air dans différents brûleurs poreux. Les tâches principales incluront la conception de nouvelles géométries poreuses, la comparaison des résultats expérimentaux avec les simulations numériques, un travail de modélisation 1D par moyennes volumiques et théorie asymptotique. Les mesures expérimentales comprendront : l'anémométrie à fil chaud, la thermométrie infrarouge, l'analyse de la composition des gaz de sortie, la chimiluminescence et les diagnostics laser. Les brûleurs poreux seront fabriqués à l'aide de techniques d'impression 3D avec des matériaux tels que l'acier inoxydable, l'inconel, l'alumine, la zircone et le carbure de silicium.

La recherche vise à développer des brûleurs poreux plus robustes et plus efficaces pour la combustion de mélanges NH3/H2, améliorant ainsi leur application pratique pour atteindre la neutralité carbone. Le candidat contribuera à faire progresser le domaine grâce à des données expérimentales, des conceptions innovantes et des techniques de modélisation améliorées.

Université / école doctorale

Energie - Matériaux - Sciences de la Terre et de l'Univers (EMSTU)
Orléans

Localisation du sujet de thèse

Site

Saclay

Demandeur

Disponibilité du poste

01/10/2025

Personne à contacter par le candidat

MASSET Pierre-Alexandre
CEA
DES/ISAS/DM2S/STMF/LE2H

Tuteur / Responsable de thèse

COMANDINI Andrea [e-mail]
ICARE

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