Identification des descripteurs de la stabilité thermique et de stockage des bio‑huiles issues de la pyrolyse rapide par une caractérisation multi‑technique détaillée et des approches d’analyse de données

L’urgence de lutter contre le réchauffement climatique a suscité des recherches intensives sur les sources d’énergie renouvelables. Parmi elles, les biocarburants apparaissent comme une alternative prometteuse aux produits pétroliers. Une voie de production de biocarburants repose sur la conversion de la biomasse, flux de matière abondant contrairement aux huiles végétales et graisses animales actuellement utilisées pour la production de biocarburants « drop‑in ». La conversion de la biomasse par pyrolyse rapide est économiquement viable ; toutefois, les bio‑huiles obtenues présentent une faible stabilité. En effet, cette instabilité thermique conduit à la polymérisation des bio‑huiles, provoquant la désactivation des catalyseurs et le colmatage des réacteurs lors des procédés de conversion. De plus, le stockage des bio‑huiles à température ambiante entraîne des évolutions progressives de leur composition, affectant la qualité du produit. Différentes stratégies existent pour améliorer la stabilité des bio‑huiles, mais le choix de la stratégie la plus efficace n’est pas toujours évident, la compréhension actuelle reposant principalement sur le comportement de composés modèles et sur l’évaluation des propriétés physico‑chimiques macroscopiques des bio‑huiles. Pour concevoir des procédés d’amélioration plus efficaces et atténuer les effets du stockage à long terme, il est nécessaire de mieux comprendre les évolutions détaillées de la composition moléculaire des bio‑huiles.
L’objectif de ce travail de thèse est de développer une stratégie de caractérisation multi‑technique détaillée des bio‑huiles visant à mettre en évidence les changements de composition induits par le chauffage et le stockage. Il est prévu d’évaluer une stratégie analytique combinant fractionnement, dérivatisation et l’utilisation de techniques analytiques puissantes telles que GC×GC‑HRMS, LC‑HRMS, FT‑ICR MS et RMN, afin d’atteindre une caractérisation exhaustive de ces échantillons complexes. Dans un second temps, une méthodologie d’analyse des données sera développée, fondée sur la chimiométrie et l’apprentissage automatique, dans le but de mettre en évidence les évolutions de composition et de fournir des descripteurs de la stabilité des bio‑huiles, permettant des choix de stratégies de stabilisation.

Mots-clés : biocarburants, bio‑huiles, stabilité, descripteurs, analyse moléculaire, analyse de données

• Directeur de thèse    Dr Marion LACOUE-NEGRE, IFPEN, ORCID: 0000-0002-1092-2223
• Ecole doctorale    ED STIC, Université Paris Saclay
• Encadrant IFPEN    Dr Aleksandra LELEVIC, ORCID: 0000-0002-4783-2475
• Localisation du doctorant    IFPEN, Solaize, France  
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2026 (2 novembre)
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Master en Science analytique, science des données
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR), Français     

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