Développement et validation d'un protocole de vérification métrologique d'analyseurs de particules

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 : CLIMAT, ENVIRONNEMENT ET ÉCONOMIE CIRCULAIRE, ÉNERGIES RENOUVELABLES, MOBILITÉ DURABLE et HYDROCARBURES RESPONSABLES.

L’engagement d’IFPEN en faveur d’un mix énergétique durable se traduit par des actions visant :

• à gagner en efficacité énergétique ;
• à réduire les émissions de CO2 et de polluants ;
• à améliorer l’empreinte environnementale de l’industrie et des transports ;

tout en répondant à la demande mondiale en mobilité, en énergie et en produits pour la chimie.

Dans cet objectif, IFPEN développe des solutions permettant, d’une part, d’utiliser des sources d’énergie alternatives et, d’autre part, d’améliorer les technologies existantes liées à l’exploitation des énergies fossiles.

Développement et validation d’un protocole de vérification métrologique d’analyseurs de particules

La caractérisation des particules, que ce soit lors de leur émission par les transports (échappement/hors-échappement), certains process industriels (par exemple captage CO₂), l’emballement thermique de batteries, ou durant leur évolution atmosphérique (formation d’aérosols secondaires), repose sur des techniques analytiques complexes permettant d’en déterminer la concentration en nombre, la distribution granulométrique, la masse ou encore la composition chimique.

Les équipements requis pour ces caractérisations représentent un investissement important et nécessitent des opérations régulières, coûteuses financièrement et en temps d’immobilisation, de maintenance préventive, d'étalonnage et de vérification métrologique. Pour réduire ces frais et pertes d’exploitation, le laboratoire souhaite développer une méthodologie robuste à même de comparer les performances de différents analyseurs de particules vis-à-vis d'un instrument de référence afin d'optimiser les stratégies de suivi métrologique et de réduire les fréquences de maintenance préventive, tout en garantissant la qualité des mesures.

Objectifs du stage

Développer et mettre en œuvre au laboratoire un protocole expérimental afin d'évaluer en conditions contrôlées d'exposition la réponse de différents analyseurs de particules à des aérosols générés artificiellement.

Le travail s'articulera autour des activités suivantes :

État de l’art bibliographique

• Revue de la littérature scientifique, technique et normative des méthodes de vérification et de validation d'instruments de mesure d’aérosols,
• Indicateurs de performance métrologique pertinents : répétabilité, reproductibilité, justesse, linéarité, dérive, incertitude, robustesse.

Développement protocole expérimental

• Découverte et prise en main des moyens expérimentaux de génération et caractérisation d’aérosols,
• Identification des paramètres influençant la réponse des analyseurs,
• Conception du protocole expérimental, définition des conditions d’essais et critères d’évaluation et de validation métrologique,
• Réalisation d’une preuve de concept entre un instrument de référence et un instrument candidat

Profil recherché :

Étudiant(e) en Master 2, formation en mesures physiques, instrumentation, métrologie, physique des aérosols ou domaine équivalent.

Qualités recherchées :

• Intérêt pour les aérosols, l'expérimentation, les systèmes de mesure et l'analyse de données,
• Connaissances en métrologie, traitement de données expérimentales et statistiques appréciées,
• Autonomie, rigueur scientifique et esprit d'initiative,
• Aisance dans la lecture d’articles scientifiques et documentations en langue anglaise.

Mots-clefs : Aérosols, particules, métrologie, distribution granulométrique, concentration en nombre, incertitudes de mesure, maintenance

Lieu du stage : IFPEN Lyon (Solaize)