Modélisation compositionnelle et cinétique de la conversion de lignine par hydropyrolyse catalytique

Le passage à des sources d'énergie renouvelables est au cœur de la transition environnementale. La biomasse lignocellulosique de deuxième génération s'impose comme une matière première clé pour la production d'énergie durable, de carburants et d'intermédiaires chimiques. Cependant, la conversion efficace des lignines - des biopolymères complexes présents dans la biomasse - en produits à haute valeur ajoutée reste un défi scientifique et industriel majeur. La complexité chimique de ces molécules, leur diversité structurelle et la difficulté de leur caractérisation ont entravé la mise en œuvre industrielle de ce procédé.
Cette thèse de doctorat vise à surmonter ces obstacles en développant des modèles avancés pour mieux comprendre la structure, la composition et la réactivité des lignines. S'appuyant sur les données expérimentales existantes, cette recherche utilisera la reconstruction moléculaire pour représenter les lignines par un mélange de molécules correspondant aux résultats analytiques. Une partie essentielle de ce travail consistera à simuler l'hydropyrolyse catalytique, un procédé de dépolymérisation prometteur pour les lignines. Pour modéliser ce processus, un réseau de réaction dynamique sera créé à l'aide d'un algorithme de simulation stochastique. Plutôt que de prédéfinir chaque réaction, l'algorithme s'appuiera sur un ensemble limité de classes et de règles de réaction. Cette approche permettra non seulement de révéler les voies de transformation dominantes, mais aussi de préserver les détails au niveau moléculaire tout au long de la simulation. Ces informations sont essentielles pour optimiser les procédés de conversion.
Cette recherche fournira ainsi les outils informatiques et les connaissances scientifiques nécessaires pour sélectionner les conditions opératoires optimales pour différentes lignines, permettant ainsi d’explorer des voies de valorisation plus efficaces et plus durables.

Mots clefs : biomasse lignocellulosique, hydropyrolyse catalytique, modélisation

• Directeur de thèse    Prof. Pascal FONGARLAND, CP2M, ORCID : 0000-0002-8240-4505
• Ecole doctorale    ED206 – Chimie, procédés, environnement, Université de Lyon
• Encadrant IFPEN    Dr Jan VERSTRAETE, ORCID : 0000-0003-4536-5639
• Localisation du doctorant    IFPEN, Lyon, France
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2025 (3 novembre)
• Employeur    IFPEN
• Financement    PEPR B-BEST, Projet « Première Ligne »
• Qualifications    Master en Génie Chimique ou Diplôme d’ingénieur en Génie Chimique
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR)
• Autres qualifications    Fort intérêt pour la modélisation, bonne connaissance de langages de programmation (C, C++, Python, Matlab), ouvert à de multiples disciplines.

Pour postuler, merci d’envoyer votre lettre de motivation et votre CV à l’encadrant IFPEN indiqué ci-dessous.