Impact de la chimie des carburants bas carbone sur les propriétés des aérosols organiques secondaires

Parmi les polluants contribuant à la dégradation de la qualité de l’air, les particules fines sont particulièrement surveillées puisque 97% de la population Européenne résidant en zones urbaines était exposée en 2021 à des concentrations de particules supérieures aux recommandations de l’OMS fixées à 5 µg/m3. La caractérisation et la compréhension des impacts de ces aérosols est cependant complexe compte tenu des multiples sources biogéniques ou anthropogéniques les émettant, mais aussi de leurs évolutions ultérieures une fois dans l’atmosphère. Un point essentiel est que le combustible à l’origine de la formation des particules influence leurs propriétés ce qui modifie leur impact environnemental et sanitaire. La mutation du secteur des transports vers des produits renouvelables contribue ainsi à altérer ces impacts.
Les travaux de recherche proposés consistent à étudier expérimentalement l’impact de différents chimies associées à des produits énergétiques renouvelables sur les propriétés des aérosols atmosphériques générés. Pour ce faire, différentes chimies seront étudiées et l’évolution des émissions générées sera discutée à l’aide d’un réacteur dédié disponible à IFPEN. Ce dispositif accélère le processus de vieillissement atmosphérique en contrôlant par exemple la concentration en radicaux et le rayonnement UV. Une chaine de mesure sera mise en place pour le suivi des principaux descripteurs physiques et chimiques pour les aérosols générés. Un des objectifs sera ainsi d’étudier les liens existants entre la nature chimique des combustibles, les émissions primaires et les propriétés des aérosols secondaires pour mieux appréhender les potentiels impacts des nouveaux produits énergétiques en cours de déploiement.
Ce sujet doit permettre d'acquérir une solide expérience dans le domaine de la chimie de l’atmosphère et dans les outils employés pour l’étudier. Ces connaissances sont fondamentales pour accompagner la décarbonation des transports.

Mots clefs : Chimie atmosphérique, aérosols, vieillissement, carburants bas carbone, cinétique chimique

• Directeur de thèse    Dr Max MCGILLEN, ICARE (ORCID : 0000-0002-1623-5985) et Dr Véronique DAELE (ORCID : 0000-0003-2509-4077), ICARE
• Ecole doctorale    ED552 EMSTU, Université d’Orléans
• Encadrant IFPEN    Dr Mickaël MATRAT, ORCID 0000-0002-9737-4353 et Mickaël LEBLANC, ORCID : 0000-0002-5661-5798
• Localisation du doctorant    IFPEN, Lyon, France  
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2024 
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Master en chimie ou physico-chimie de l’atmosphère
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR), Français niveau A2 (CECR)    
• Autres qualifications    Goût pour expérimentation, connaissances approfondies de techniques analytiques  

Direction Mobilité et Systèmes :
La direction "Mobilité et Systèmes" contribue fortement aux travaux et développements IFPEN de solutions technologiques dans les domaines des transports afin de réduire leurs impacts et améliorer la qualité de l’air. Pour atteindre les objectifs ambitieux de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de polluants des secteurs des transports et des applications off-road à l’horizon 2030, quatre axes sont en particulier étudiés :

• Atteindre des niveaux d’émissions polluantes avec un impact nul sur la qualité de l’air en usage réel, sur l’ensemble de la durée de vie du véhicule,
• Développer des motorisations hydrogène permettant l’utilisation des moyens de production industrielle existants,
• Augmenter significativement le rendement thermodynamique des motorisations thermiques,
• Identifier les carburants présentant un double impact pour réduire les émissions de CO2.

Le(a) thésard(e) sera accueilli au sein de la direction "Mobilité et Systèmes" et plus particulièrement dans le département "conversion d’énergie et émissions" de Lyon. Le contexte et le cadre règlementaire fortement évolutifs (neutralité carbone des véhicules neufs commercialisés à horizon 2035, norme Euro 7, lignes directrices de l’organisation mondiale de la santé [OMS] relatives à la qualité de l’air, résolution de l’organisation des nations unies [ONU] destinée à garantir à la population mondiale l’accès à un environnement propre, sain et durable) rappellent l’importance et le caractère concret des travaux proposés, considérant à la fois échelles/problématiques locales (émissions primaires) et globales (réchauffement climatique, émissions secondaires).
Si ces enjeux vous intéressent, vous motivent ou vous passionnent, rejoignez-nous !
 

Pour en savoir plus sur cette offre, n’hésitez pas à prendre contact avec les encadrants IFPEN mentionnés.
Pour postuler, merci d’envoyer votre lettre de motivation et votre CV aux encadrants IFPEN indiqués ci-dessous.