Caractérisation des matériaux poreux de la transition énergétique : vers une optimisation du traitement des données de physisorption azote

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

• l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
• la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Caractérisation des matériaux poreux de la transition énergétique : vers une optimisation du traitement des données de physisorption azote

Contexte du projet

La transition énergétique passe par le développement et l’étude de nouveaux matériaux que ce soit des matériaux de batteries, des adsorbants pour le traitement de l’eau et la purification des gaz industriels, des catalyseurs pour le recyclage des plastiques, des photocatalyseurs pour la valorisation du CO2 ou encore des charges de biomasse pour la synthèse de biocarburants. Dans ce contexte, IFP Energies Nouvelles doit sans cesse adapter et améliorer les méthodes de caractérisations physico-chimiques utilisées à ces nouveaux solides dans le but d’identifier les leviers de performances.

Description du projet

Les caractéristiques texturales (distribution en taille des pores, volume poreux, surface spécifique, connectivité etc) conditionnent en grande partie la performance du matériau en termes de capacité d’adsorption, d’activité catalytique ou encore de résistance mécanique.

La physisorption azote reste la technique essentielle à la description de la porosité des matériaux divisés. Cependant, il existe un grand nombre de modèles mathématiques permettant de traiter les données. Le choix du modèle est notamment fonction de la nature du solide adsorbant l’azote et de la forme des pores (héritée de la synthèse du matériau). Une sélection de solides de nature et de hiérarchie poreuse variées sera réalisée (zéolithes, alumines, charbons actif, matériaux de batterie, biomasse…etc). 

• Après une recherche bibliographique approfondie, l’étudiant devra identifier les méthodes de traitements des données de physisorption azote les plus adaptées pour chacun des solides. 
• Ensuite, l’étudiant devra appliquer les conditions des prétraitements et d’analyse les plus adaptées à chaque matériau en prenant connaissance de son historique de fabrication et de l’application industrielle à laquelle il est destiné. 
• Enfin, il évaluera les modèles physiques existants et leur praticité d’utilisation à l’aide de différents outils historiques (macro excel, logiciel constructeur) et en cours de développement (Jupyter Notebook, Script Python). Des modèles de connectivité pourront également être intégrés.

Le choix des modèles devra notamment se faire aux regards d’analyses complémentaires telles que la microscopie électronique à balayage (MEB) et en transmission (TEM), la tomographie X, la porosimétrie au mercure, la pycnométrie Helium, la cryoporométrie ou encore la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS).

Profil recherché

Connaissances des matériaux poreux, connaissances traitement de données et programmation (Python)

• Master 2 ou 3ème année ingénieur Matériaux, Catalyse et Chimie Physique.

Informations complémentaires

Durée souhaitée : 5-6 mois
Période souhaitée : Entre février et juillet 2026
Lieu : IFP Energies nouvelles, Autoroute A7, Rd point de l’échangeur de Solaize, BP3, 69360 SOLAIZE
Transport : Voiture / Train / Navette bus
Rémunération : Stage rémunéré

Merci d’adresser votre candidature (CV et lettre de motivation).