30.06.2022

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Fertiliser par la recherche fondamentale les développements technologiques nécessaires à la transition énergétique est au cœur de la feuille de route d’IFPEN. Parmi les verrous identifiés pour aller vers la neutralité carbone en 2050, émerge au premier plan la nécessité d’affiner les descriptions paramétriques des procédés et systèmes de production et de transformation de l’énergie. Ceci passe par le remplacement progressif des approches globales caractérisant les entrées et les sorties de ces systèmes, par des méthodes reposant sur la connaissance de descripteurs qui pilotent le détail des mécanismes physico-chimiques en jeu, pour in fine établir des lois de comportement prédictives. Dans ce contexte, six faits marquants sont présentés dans ce numéro de Science@ifpen.

Les deux premiers concernent la chémoinformatique. D’abord appliquée à la maîtrise de la compatibilité entre un polymère et un fluide, point essentiel lors de la conception d’une chaîne d’alimentation en biocarburant. Un couplage fort entre des descripteurs moléculaires et des descripteurs du fluide est introduit, pour construire un ensemble de paramètres directement interprétables par des algorithmes d’apprentissage automatique. Ces algorithmes sont aussi utilisés pour identifier les propriétés chimiques qui contrôlent le vieillissement par oxydation des nouveaux carburants.

L’optimisation des catalyseurs est l’objet des deux notes suivantes. Une caractérisation des chemins tortueux suivis par les gaz est établie à partir de jumeaux numériques. L’optimisation des catalyseurs bénéficie aussi de l’intégration maintenant systématique de descripteurs catalytiques au sein des modèles de la cinétique chimique.  

Sur un registre complémentaire, la compréhension de l’interaction entre tous les phénomènes non-linéaires associés à la turbulence et à la combustion de l’hydrogène dans un moteur à combustion interne progresse à travers l’introduction de descripteurs reposant sur de nouvelles décompositions modales des signaux aérodynamiques issus de simulations. 

Enfin, affiner la prédiction des modifications attendues d’un trait côtier s’organise à IFPEN autour de la mise en place de descripteurs spécifiques, qui combinent l’historique de données satellitaires avec des informations issues du terrain.

Je vous souhaite une bonne lecture,  

Luc Nougier 
    Luc Vervisch

    Président du Conseil scientifique d’IFPEN
    Professeur à l’INSA Rouen Normandie
    Membre de l’Institut Universitaire de France


 


 

Prédiction de la stabilité à l’oxydation de fluides par apprentissage machine

Dans les domaines d’innovation d’IFPEN, de nombreux fluides sont employés pour diverses applications allant de la production d’énergies renouvelables à la mobilité durable. Ces fluides sont bien souvent des mélanges complexes et la chimie de leurs composants (hydrocarbures, alcools, esters, etc.) varie en fonction de l’application ciblée : combustion, refroidissement, lubrification, isolation électrique...

Diffusion dans les catalyseurs : un chemin souvent tortueux !

Dans les procédés catalytiques, une phase active est nécessaire pour accélérer la transformation des molécules du fluide traité. Cet agent catalytique est la plupart du temps déposé sur un support poreux doté d’une surface interne importante, permettant d’accueillir un grand nombre de sites actifs dans un faible volume...

Identification des descripteurs catalytiques de phase active en reformage

La très grande majorité des raffineries de pétrole est dotée d’une unité de reformage catalytique qui remplit essentiellement trois fonctions : produire des coupes pétrolières à haut indice d’octane, servant de base à la production d’essences (appelées reformats), produire des coupes riches en aromatiques à moins de 10 atomes de carbone, servant à l’industrie chimique, ainsi que générer du dihydrogène, notamment utilisé dans les unités d’hydrotraitement et d’hydrocraquage...

Une meilleure description des écoulements turbulents pour les motorisations hydrogène

Dans le cadre d’une démarche générale de réduction des émissions produites par le secteur des transports, en particulier routiers, IFPEN s’intéresse à une voie complémentaire à l’électrification des véhicules : l’emploi de motorisations à hydrogène. Toutefois, l’utilisation de l’hydrogène dans des moteurs à combustion interne requiert au préalable une compréhension approfondie de différents phénomènes, du fait par exemple des interactions entre ce combustible et l’air...

Impact des paramètres hydroclimatiques et anthropiques sur la dynamique du delta du Rhône

Les systèmes sédimentaires côtiers évoluent sous l’effet des interactions entre d’une part les processus hydroclimatiques qui se produisent au niveau des bassins versants, et d’autre part les processus marins côtiers qui remodèlent le trait de côte. L’évolution de ces environnements est naturellement contrôlée par le climat, à différentes échelles de temps (de la dizaine d’années au millénaire), à travers les variations de flux sédimentaires et l’érosion, qui modifient le relief...