Informations générales
Entité de rattachement
Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.
Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.
Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.
Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
2024-34006
Description de l'unité
La Direction des Energies (DES) apporte aux pouvoirs publics et aux industriels les éléments d'expertise et d'innovation pour la mise en œuvre d'un système énergétique bas carbone. Avec une approche intégrée du système énergétique, la DES s'intéresse à tous les modes de production d'énergie bas carbone, à leurs interactions au sein du réseau, à la problématique des ressources.
Description du poste
Domaine
Chimie
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Stage BAC+5 Modèle de grain catalytique H/F
Sujet de stage
Modélisation multiphysique d'un grain catalytique pour la conversion de mélanges CO/CO2 en e-fuels
Durée du contrat (en mois)
6
Description de l'offre
Missions :
Le stage se focalise sur l’étude et la modélisation multiphysique d’un grain de catalyseur pour la réaction Fischer-Tropsch (FT) à partir de mélanges CO/CO2.
Cette réaction permet de convertir des syngaz en hydrocarbures de chaines plus ou moins longues. La sélectivité des hydrocarbures produits est un enjeu important de cette réaction. Différents paramètres peuvent influencer la sélectivité des produits et donc la longueur de chaine, comme par exemple les phénomènes de diffusion des espèces à l’intérieur des pores du catalyseur. De plus, dans certaines conditions, des phénomènes de condensation capillaire des chaines longues peuvent avoir lieu dans les pores du catalyseur. [1] Cela implique des limitations supplémentaires au transfert, liées à la diffusion des espèces dans le film de liquide, qui peuvent influencer la longueur des chaines produites.
L’objectif du stage est de développer un modèle de grain de catalyseur, permettant d’étudier le couplage entre les phénomènes fluidiques, thermiques et chimiques, en incluant une cinétique réactionnelle et les mécanismes de diffusion des espèces. [2] Les phénomènes de condensation capillaire dans les pores du catalyseur seront particulièrement étudiés pour comprendre les conditions dans lesquelles ils ont lieu. De plus, une analyse de sensibilité sera effectuée pour comprendre les phénomènes dominants pour différentes tailles de pores du catalyseur et pour en étudier les effets sur les performances catalytiques.
Le stage pourrait inclure également le couplage de ce modèle du grain avec un modèle de réacteur 1D ou 2D afin de modéliser les phénomènes intervenant à l’échelle du lit catalytique : chimique, thermique et fluidique [3].
Le stage se déroulera au CEA/LITEN à Grenoble, au sein du Laboratoire Réacteurs et Procédés et comprendra les étapes suivantes :
- Réaliser un état de l’art de la modélisation de grains de catalyseur pour la réaction FT
- Etudier le phénomène de condensation capillaire des chaines longues dans les pores du catalyseur, pour des pores de différentes tailles
- Définir le modèle particulaire permettant d’étudier le couplage entre la cinétique réactionnelle et les mécanismes de diffusion au sein d’un grain de catalyseur
- Définir un modèle de réacteur 1D ou 2D couplé au modèle particulaire
[1] Wang Y-N. et al., Industrial & Engineering Chemistry Research, 2001, 40 (20), pp. 4324-4335
[2] Nanduri A. and Mills P., Fuel, 2020, 278, pp. 118117
[3] Ermolaev V. et al., Chemical Engineering Science, 2015, 138, pp 1-8
Profil du candidat
Diplôme préparé : Bac +5 (ingénieur ou master 2)
Compétences scientifiques : Génie des procédés et génie chimiques, bases de simulation numérique
Moyens/Méthodes/Logiciels : Comsol
Commentaires libres : "Stage de fin d’étude d’école d’ingénieur ou de master 2ème année, option génie chimique / des procédés.
Durée de 5/6 mois à partir de février/mars 2025.
De préférence, un candidat motivé pour une poursuite en thèse sur le sujet."
Localisation du poste
Site
Grenoble
Localisation du poste
France, Auvergne-Rhône-Alpes, Isère (38)
Ville
Grenoble
Critères candidat
Langues
Anglais (Courant)
Diplôme préparé
Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs
Possibilité de poursuite en thèse
Oui
Demandeur
Disponibilité du poste
01/02/2025