Combustion Micromix d’hydrogène à haute pression pour turbines à gaz (MMX)

Pour accélérer la transition énergétique et limiter les effets des changements climatiques, la combustion de l’hydrogène s’impose comme une alternative valable aux hydrocarbures dans les turbines à gaz industrielles. Cependant, dans les géométries actuelles des chambres de combustion à faibles émissions, il est difficile, voire impossible, de stabiliser les flammes d’hydrogène sans risquer des retours de flammes (flashback). Ce problème découle des différences importantes dans les propriétés de cinétique chimique, d’inflammabilité et de diffusion de l’hydrogène et du gaz naturel, pour lequel la majorité des turbines à gaz ont été conçues et optimisées. Ces différences peuvent entraîner des risques de dommages aux composantes des turbines et une augmentation potentielle des émissions de polluants, tels que les oxydes d’azote (NO_x). Pour relever ces défis, une géométrie novatrice d’injecteur de carburant, connue sous le nom de Micromix, a été développée. Elle vise à améliorer la stabilisation des flammes tout en limitant les émissions de NO_x en injectant le carburant perpendiculairement au flux d’oxydant à travers des orifices d’un diamètre de quelques centaines de micromètres. Cependant, les études expérimentales sur ce type d’injecteur restent rares dans la littérature. En conséquence, l’efficacité du mélange air-carburant pour différentes configurations de ce type de brûleur n’a pas encore été quantifiée. Ce projet s’inscrit dans une initiative multi-institutionnelle financée par Siemens Energy Canada, le CRIAQ et le CRSNG, impliquant Polytechnique Montréal, l’Université McGill, l’Université de Toronto et le Conseil National de Recherches du Canada.

En tant qu’étudiant au doctorat dans le cadre du projet MMX, vous serez responsable de caractériser l’efficacité de la combustion d’un brûleur Micromix reproduit en laboratoire en utilisant divers outils de diagnostic laser à la fine pointe de la technologie. Cela inclut :

• Développer une méthodologie de diagnostic laser pour quantifier l’efficacité de  combustion.
• Adapter l’installation expérimentale pour intégrer les nouveaux diagnostics optiques.
• Réaliser des expériences de combustion hydrogène-air dans des conditions représentatives des turbines à gaz (pression, température et turbulence).
• Publier vos résultats dans des revues scientifiques et les présenter lors de conférences nationales et internationales.

Notre offre:

• Un projet de recherche motivant, vous permettant de collaborer avec plusieurs partenaires industriels;
• Une rémunération concurrentielle dans l’accueillante et dynamique ville de Montréal où le coût de la vie est parmi le plus bas des grandes villes canadiennes;
• Une équipe multidisciplinaire, diversifiée et collaborative d’une vingtaine d’étudiants et de 3 chercheurs, menée par les Profs. Etienne Robert et Bruno Savard;
• Un laboratoire tout neuf équipé d’instruments à la fine pointe de la technologie;
• L’opportunité de suivre des cours de cycles supérieurs à Polytechnique et dans les autres universités de la grande région de Montréal;
• Un diplôme d'une des meilleures écoles d'ingénierie au Canada et la première au Québec pour la taille de son corps étudiant et de l'ampleur de ses activités de recherche.

Une Maîtrise en sciences (MSc ou équivalent) en génie mécanique ou chimique ainsi qu’une expérience pertinente en combustion ou avec des diagnostics optiques seront privilégiées. Polytechnique Montréal étant une école d'ingénierie francophone de calibre mondial, la recherche peut être réalisée tant en français qu’en anglais. Une bonne maîtrise de l'anglais technique (à l’oral et à l’écrit) est un atout.

Le processus de sélection se basera sur le mérite académique, l'expérience pertinente, les publications scientifiques et les accomplissements en recherche, ainsi que les compétences en communication. Les personnes candidates doivent avoir une forte motivation à compléter des études supérieures et la capacité de travailler de manière autonome pour atteindre les objectifs du projet.