Post-doctorat modélisation multi-physique de la pyrolyse de biomasse

Ce contrat post-doctoral est co-financé par le Protocole HDF/FUPL 2022-2028 et l’Icam.

A propos du protocole HDF/FUPL 2022-2028. Le protocole HDF/FUPL 2022-2028 poursuit l’objectif d’une recherche pluridisciplinaire qui s’intéresse aux transitions sociétales contemporaines vécues par les humains dans leurs rapports sociaux, à la technologie et à l’environnement. Le Protocole met en avant l’importance de la recherche fondamentale et appliquée, de l’expérience, de l’expérimentation et du terrain, ainsi que du dialogue entre les chercheurs et les acteurs du monde socio-économique, associatif et culturel. Il développe des activités qui lient aussi entre elles la recherche, les pédagogies participatives et le service à la société. Dans ses finalités sociales, le Protocole entend soutenir la formation de personnes capables de s’engager dans les transitions avec compétence et éthique, et de contribuer au développement de la résilience du territoire en cohérence avec les Objectifs du Développement Durable de l’ONU.

A propos de l’Icam. L’Icam, école d’ingénieurs, se distingue dans le paysage de l’enseignement supérieur français par ses activités plurielles. Nos formations permettent à chacun d’expérimenter l’ouverture aux autres et au monde dans le respect de la diversité de chacun. A travers nos projets de recherche, nos activités de R&D et nos formations, nous développons des liens forts avec les entreprises. Nous comptons 7 campus en France, 6 à l’international (Afrique Centrale, Inde, Brésil et Equateur) et notre expansion est toujours tournée vers l’épanouissement de celles et ceux qui font avancer les entreprises de leur pays, en tenant compte de la culture locale. A travers nos projets de recherche, nos activités de R&D et nos formations, nous développons des liens forts avec les entreprises et collaborons avec des institutions de recherche renommée internationale.

Dans le cadre de la thématique de recherche « Caractérisation des résidus et développement de leurs procédés de valorisation énergétique » mise en œuvre à l’Icam Lille, au sein de l’axe de recherche « Production, stockage et gestion de l’énergie », vous serez amené(e) à travailler en équipe avec des enseignants-chercheurs spécialisés dans la valorisation énergétique de la biomasse par pyrolyse. Pour ce contrat post-doctoral, vous travaillerez en collaboration avec l'Icam et le laboratoire TFT de l'ÉTS à Montréal.

Les besoins en valorisation de la biomasse devraient croître dans les décennies à venir, en raison du remplacement nécessaire des matériaux et des énergies d'origine fossiles par des dérivés biosourcés. Parmi les technologies prometteuses, la pyrolyse se distingue comme un processus capable de convertir la biomasse ainsi que ses résidus en produits à haute valeur ajoutée tels que le biochar, les gaz et les bio-huiles. Alors que diverses technologies sont d'ores et déjà en déploiement pour différentes applications pilotes et même industrielles, il existe un besoin de modèles numériques robustes et fiables pour optimiser la qualité des produits sortant des réacteurs. Bien que la modélisation des réacteurs à lit fluidisé soit relativement avancée, les réacteurs de type vis sans fin sont assez peu étudiés encore, offrant ainsi une opportunité de développement et de recherche dans le domaine. La modélisation de la pyrolyse de la biomasse dans un réacteur de type vis sans fin implique de prendre en compte des mécanismes multi-physiques avec un milieu en rotation, entrainant de fait un haut degré de complexité des calculs à mettre en œuvre. Plusieurs stratégies de modélisations peuvent en outre être envisagées en fonction des mécanismes mis en jeu (méthode couplée CFD-DEM, méthode TFM-KTGF, modèles de cinétique chimique globaux, multi-composants ou multi-étapes, etc.).

Sur la base de ces considérations et la réalisation d’un état de l'art relatif aux avancées en modélisation, vous identifierez tout d'abord la procédure de modélisation numérique adaptée au cas d’étude, puis validerez la méthode numérique en utilisant des configurations déjà simulées dans la littérature. Vous qualifierez ensuite la procédure numérique mise au point à l'aide des résultats obtenus par le laboratoire TFT sur un réacteur de type vis sans fin. Cette validation impliquera la comparaison des résultats de simulation avec un ensemble de données expérimentales afin d'évaluer la robustesse et la fiabilité du modèle, ce qui sera crucial à terme pour optimiser le fonctionnement du réacteur.

De formation Bac+8, vous êtes spécialisé(e) en mécanique des fluides numérique (CFD) et en modélisation thermochimique en génie des procédés, avec une maîtrise des outils Ansys Fluent et/ou OpenFOAM. Des compétences avérées dans la modélisation des processus de pyrolyse ou de combustion sont également attendues. De bonnes compétences en communication écrite et orale en anglais sont également requises.