Poste de doctorat sur l’emballement thermique dans la production d’e-biocarburants H/F

Sujet de thèse :
Durée : 3 ans (à partir d’octobre-novembre 2026)
Encadrants : Sébastien Leveneur (sebastien.leveneur@ircelyon.univ-lyon1.fr)
Co-encadrant : Guillaume Fayet (guillaume.fayet@ineris.fr)
Lieu : IRCELYON & INERIS
Mots-clés : Modélisation cinétique, calorimétrie, emballement thermique
Cette thèse sera réalisée dans le cadre du projet e-BioFuels. Ce projet vise à développer des voies de production optimisées pour les e-biocarburants en intégrant la conversion de la biomasse avec de l’électricité bas-carbone. Il combine une modélisation multi-échelle et des expériences ciblées afin de mieux comprendre et optimiser l’ensemble de la chaîne de valeur, depuis les procédés catalytiques jusqu’aux systèmes industriels.
Les e-biocarburants sont des carburants hybrides produits en combinant du carbone issu de la biomasse avec de l’hydrogène bas-carbone et de l’électricité. Le carbone provient généralement de biomasse lignocellulosique (comme le bois ou les résidus agricoles), qui est convertie en gaz de synthèse, tandis que l’hydrogène est généré par électrolyse de l’eau alimentée par de l’électricité renouvelable ou bas-carbone [1]. Cette combinaison permet d’atteindre une conversion du carbone et une efficacité énergétique supérieures à celles des biocarburants conventionnels, faisant des e-biocarburants une solution prometteuse pour la production de carburants durables dans des secteurs difficiles à décarboner tels que l’aviation et le transport maritime. Cependant, leur déploiement à grande échelle fait face à plusieurs défis, notamment des coûts de production élevés, une forte dépendance aux prix de l’électricité et à son intensité carbone, une disponibilité limitée de la biomasse, ainsi que la complexité technologique liée à l’intégration de multiples étapes de procédé. De plus, leur performance environnementale dépend d’analyses complètes du cycle de vie, notamment en ce qui concerne les chaînes d’approvisionnement en biomasse et le mix électrique utilisé.
La production d’e-biocarburants implique une succession de réactions thermochimiques, électrochimiques et catalytiques, dont plusieurs sont fortement exothermiques et jouent un rôle clé dans la conception des procédés. Après la gazéification de la biomasse et la production d’hydrogène par électrolyse, le gaz de synthèse est converti en carburants via des réactions de synthèse catalytique. Les étapes les plus exothermiques sont la synthèse de Fischer–Tropsch (formation d’hydrocarbures à partir de CO et H₂) et la méthanation (production de CH₄), toutes deux libérant de grandes quantités de chaleur en raison de la formation de liaisons stables C–C et C–H. La synthèse du méthanol est également exothermique [2], bien que dans une moindre mesure. La gestion de la chaleur dégagée par ces réactions exothermiques est cruciale, car elle influence fortement la conception des réacteurs, la stabilité des catalyseurs et l’efficacité énergétique glob
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