Doctorant (H/F) : sciences de l'ingénieur (génie des procédés, thermodynamique). Conception automatique

Sujet de thèse :
CONTEXTE SCIENTIFIQUE :
La transition énergétique nécessite de concevoir de nouveaux systèmes de conversion d’énergie plus efficaces, flexibles et adaptés aux sources d’énergie renouvelables. Les cycles thermodynamiques (cycles de production d’électricité, cycles frigorifiques, pompes à chaleur) jouent un rôle central dans cette transformation, mais leur conception optimale reste un problème scientifique complexe. Le projet ATHENA (intelligent Automation of THErmodynamic cycles for a New energy Approach) vise à développer une nouvelle génération d’outils numériques capables de concevoir automatiquement des cycles thermodynamiques innovants en combinant deux approches complémentaires :
- Les modèles génératifs issus de l’intelligence artificielle, capables de proposer de nouvelles architectures de procédés ;
- Les méthodes d’optimisation par superstructure, qui permettent d’identifier la configuration optimale d’un procédé parmi un grand nombre d’alternatives.
Le projet est financé par l’ANR et réunit quatre partenaires complémentaires : LRGP (Université de Lorraine – CNRS), LPSM (Sorbonne Université – CNRS), l’électricien EDF R&D et le fournisseur de logiciels de simulation de procédés Fives ProSim.

DESCRIPTION DE LA THESE :
La thèse s’inscrit dans le Work Package 3 : Generation of energy conversion processes, piloté par le LRGP et EDF R&D. L’objectif est de développer une méthodologie permettant de déterminer automatiquement le meilleur cycle thermodynamique et le meilleur fluide de travail pour une application donnée (production d’électricité, réfrigération, pompe à chaleur ou cycles combinés).
Le travail de thèse comportera notamment :
- La génération automatique de superstructures de procédés
-- Construction d’une superstructure combinant des cycles issus de la littérature et des cycles générés par des modèles d’IA.
-- Utilisation de formalismes de représentation de procédés (graphes, SFILES) et d’outils de synthèse de procédés.
- La résolution du problème de “Product Design” appliqué aux fluides de travail
-- Sélection et criblage de molécules candidates à partir de bases de données thermodynamiques.
-- Analyse des propriétés thermodynamiques, environnementales et de sécurité des fluides.
- L’optimisation conjointe procédé & fluide
-- Développement d’une méthodologie d’optimisation multi-objectif permettant de déterminer simultanément l’architecture optimale du cycle, ses paramètres de fonctionnement et le fluide de travail le plus adapté.

Les développements seront appliqués à différents cas d’étude tels que les cycles de Brayton au CO2 supercritique, les cycles frigorifiques ou les pompes à chaleur.
Contexte :
La thèse sera réalisée au LRGP (Laboratoire Réactions et Génie des Procédés) à Nancy (Université de Lorraine – CNRS), dans un environnement de recherche reconnu en PSE (process systems engineering), ainsi qu’en thermodynamique appliquée. Le docto
Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr...