Traitement du signal / Science des données

Les systèmes côtiers sont vulnérables face à la montée du niveau marin et aux phénomènes d'érosion. C’est par exemple le cas des deltas dont la stabilité dépend aussi des apports sédimentaires produits dans le bassin versant en amont. Ce dernier est lui-même fortement impacté par des facteurs climatiques et anthropiques, dont les variations et la pression croissante induisent par ailleurs des problèmes de gestion des ressources (aquifères) et d’aménagement du territoire (instabilité des berges, gestion des crues, etc.). Afin de prédire l'impact des différents scénarios de changement environnementaux et ainsi permettre la mise en place de politiques locales adaptées, il est essentiel de disposer d'outils capables d’intégrer les différents paramètres hydroclimatiques et anthropiques, ainsi que leurs trajectoires temporelles...

IFPEN est un leader mondial dans le développement de l’hydrotraitement de charges fossiles pour la production de carburants propres. Des procédés de la même famille s’appliquent désormais à une plus grande diversité charges : pyrolysats de plastique ou de pneus, dans le contexte du recyclage chimique, huiles végétales pour produire des biocarburants, etc. Pour que ces procédés soient eux-mêmes éco-efficients, au-delà du bénéfice environnemental recherché, leurs conditions opératoires doivent être optimisées par l’utilisation de modèles cinétiques ou hybrides, en fonction des charges utilisées et des spécifications recherchées pour les produits visés...

Le trafic routier urbain est une source significative d’émissions de polluants qui impacte la qualité de l’air. Pouvoir prédire la dispersion de ces émissions représente un enjeu important à la fois pour évaluer les expositions réelles et pour aménager les plans de circulation. Dans ce but, un travail doctoral a proposé une chaîne de modélisation permettant de simuler les écoulements fortement turbulents à l’échelle micro-urbaine et d’obtenir des cartes spatiales bi-dimensionnelles de concentration de polluants...

Les données de spectroscopie proche infrarouge (SPIR) font l’objet de traitements mathématiques, via des approches chimiométriques en utilisant généralement un modèle de type Partial Least Squares (PLS). Cette méthodologie linéaire cherche à établir une relation statistique, représentée par la covariance maximale, entre une variable explicative X et la variable expliquée y. Elle a fait ses preuves à IFPEN pour prédire les propriétés de produits pétroliers et, depuis quelques années, elle a suivi le virage des nouvelles technologies de l'énergie (NTE)...

IFPEN est un leader mondial dans le développement de catalyseurs et de procédés pour la production de carburants propres. Pour que ces procédés soient eux-mêmes éco-efficients, il est nécessaire d’optimiser le couplage des catalyseurs avec les conditions opératoires, en fonction des charges utilisées et des spécifications recherchées pour les produits raffinés. Il est dès lors utile de pouvoir s’appuyer sur des modèles prédictifs quant aux performances atteintes et le recours à l’apprentissage (Machine learning) est une option intéressante dans ce cas...

La simulation du transport réactif de fluides a de multiples applications - écoulements en milieu poreux, combustion, génie des procédés - et requiert des calculs d’équilibre thermodynamique (aussi appelés calculs « flash »). Cependant, ces calculs peuvent avoir des durées importantes et, comme ils interviennent en grand nombre dans les simulations réalisées, ils limitent en pratique ces dernières à des systèmes contenant peu d’espèces chimiques ou à des échelles de temps et d’espace restreintes...

Alors que les modèles macroscopiques couplés à l’analyse expérimentale de la porosité sont bien établis pour des pores de géométrie simple, les microstructures hiérarchisées et désordonnées défient les cadres existants et remettent en question les interprétations classiques. Nous avons proposé un cadre numérique pour contribuer à la résolution de ce défi, tenant compte à la fois de la morphologie, de la connectivité, et de la distribution en taille des pores...

A l'intérieur des matériaux poreux, les phénomènes physico-chimiques tels que le transport de matière, les réactions catalytiques et les effets capillaires sont fortement influencés par la géométrie des réseaux de pores, c’est-à-dire le degré de porosité, la distribution de taille des pores et leur connectivité. (....) IFPEN et Saint Gobain Research Provence ont choisi d’appréhender ce problème de manière différente, en explorant une nouvelle voie numérique...