Thèse Modélisation de la Pyrogazéification par des Méthodes de Monte Carlo H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : IMT Mines Albi École doctorale : MEGEP - Mécanique, Energétique, Génie civil, Procédés Laboratoire de recherche : RAPSODEE - Centre de Recherche d'Albi en Génie des Procédés, des Solides Divisés, de l'Energie et de l'Environnement Direction de la thèse : Stephane BLANCO Début de la thèse : 2026-11-16 Date limite de candidature : 2026-09-30T23:59:59 La modélisation des systèmes thermochimiques repose sur la compréhension de la décomposition thermique des solides, un processus complexe et multi-physique. Ce phénomène associe des mécanismes chimiques et physiques, incluant des schémas réactionnels, la cinétique chimique, les transferts de chaleur et de matière, au sein d'écoulements polyphasiques, et ce à différentes échelles spatio-temporelles. L'acquisition de données cinétiques intrinsèques nécessite des régimes contrôlés pour étudier la conversion des solides réactifs. L'utilisation d'une cinétique réactionnelle intrinsèque, à l'échelle moléculaire, est essentielle pour modéliser la pyrogazéification de la biomasse lignocellulosique, tant au niveau du grain que du réacteur. En l'absence de modèles cinétiques adaptés et de paramètres fiables, la conception des modèles de particules ou de réacteurs s'appuie sur des hypothèses fortes. Cela limite la capacité à prédire avec précision la dynamique de ces systèmes, notamment en raison de la raideur des équations et du couplage de physiques non-linéaires.Cette étude propose d'utiliser une approche stochastique alternative aux méthodes déterministes basée sur les techniques de Monte Carlo qui reposent sur la reformulation intégrale, sous forme d'espérance du système différentiel. Les premiers efforts ont permis de lever les difficultés de raideur et, d'autre part, ont montré leur potentiel de modélisation en présence de phénomènes couplés (emboîtement de différentes physiques) en formulant un modèle unique permettant un gain de précision (méthode sans discrétisation). Cette étude fait suite aux travaux d'A. Sahim1 qui ont permis de modéliser la pyrolyse de la cellulose (réactions unimoléculaires) en considérant un nombre limité de non-linéarités. La présence de réactions bimoléculaires et de limitations diffusionnelles, caractéristiques du processus de gazéification, amène ici de nouvelles non-linéarités qui devront être adressées. La modélisation des systèmes thermochimiques repose sur la compréhension de la décomposition thermique des solides, un processus complexe et multi-physique. Ce phénomène associe des mécanismes chimiques et physiques, incluant des schémas réactionnels, la cinétique chimique, les transferts de chaleur et de matière, au sein d'écoulements polyphasiques, et ce à différentes échelles spatio-temporelles. L'acquisition de données cinétiques intrinsèques nécessite des régimes contrôlés pour étudier la conversion des solides réactifs. L'utilisation d'une cinétique réactionnelle intrinsèque, à l'échelle moléculaire, est essentielle pour modéliser la pyrogazéification de la biomasse lignocellulosique, tant au niveau du grain que du réacteur. En l'absence de modèles cinétiques adaptés et de paramètres fiables, la conception des modèles de particules ou de réacteurs s'appuie sur des hypothèses fortes. Cela limite la capacité à prédire avec précision la dynamique de ces systèmes, notamment en raison de la raideur des équations et du couplage de physiques non-linéaires.

Ingénieur.e ou Master issu.e d'une formation avancée en ingénierie. Goût pour l'expérimental. Des connaissances préalables dans les domaines de l'énergétique et des transferts couplés à la réaction chimique, ainsi qu'une expérience en modélisation et simulation numérique seraient appréciées. La capacité à travailler en Français comme en Anglais serait un avantage.