Doctorant·e H/F - Service Public

Le poste est à pourvoir au sein du nouveau campus de dunkerque, où IMT Nord Europe y dispose de 1435 m2 (salles de cours modulables, bureaux, halle technologique et de recherche). La centaine d'apprentis ingénieurs spécialisés en Génie Énergétique, les Enseignants-Chercheurs, les doctorants et les personnels du campus dunkerquois d'IMT Nord Europe disposent aujourd'hui d'un environnement de travail, d'étude, de recherche et d'innovation de premier plan pour accompagner les industries dans leur transition énergétique.

Contexte :

Selon l'ADEME, la chaleur représente aujourd'hui 43 % de la consommation finale d'énergie en France, et elle demeure majoritairement produite à partir de combustibles fossiles (gaz naturel, fioul, charbon). La décarbonation de la chaleur constitue ainsi un levier central de la transition énergétique nationale. Les besoins en chaleur industrielle dans la plage de 100-200 °C atteignent 68.2 TWh/an, ce qui constitue la contribution la plus élevée parmi l'ensemble de niveau de température. Cette plage, qui apparait comme un levier stratégique de substitution des énergies fossiles, est adaptée aux technologies du solaire thermique à concentration. Les collecteurs cylindro-paraboliques, capables de produire de la chaleur à des niveaux compatibles avec les exigences des procédés industriels, constituent ainsi une solution pertinente pour contribuer à la décarbonation du secteur.

Objectifs:

Ce projet de recherche vise à étudier et développer des solutions innovantes de production de chaleur solaire à concentration adaptées aux besoins de la chaleur industrielle, en ciblant des applications dans la plage de température 100-200 °C. L'objectif est de concevoir et d'optimiser des configurations de collecteurs cylindro-paraboliques (PTC) intégrant une approche de co-conception optique et thermofluidique, adaptées à des conditions d'irradiation solaire non idéales, caractérisées par des niveaux modérés de rayonnement direct normal (faible DNI) et une contribution significative du rayonnement diffus. Ces conditions sont représentatives d'une large partie du territoire français et de l'Europe.

Plus concrètement, le projet a l'ambition de réduire les recours aux combustibles fossiles pour la production de la chaleur de procédés dans différents secteurs de l'industrie diffuse, tels que l'agroalimentaire, la chimie fine, la transformation des matériaux, la papeterie, le textile ou encore de l'industrie pharmaceutique. L'objectif final est de faciliter le déploiement industriel de cette technologie et de contribuer à la réduction des émissions de CO2 associées à la production de la chaleur de process.

Missions:

Les missions principales du doctorant(e) seront:

• Réaliser une recherche bibliographique approfondie sur la production de la chaleur industrielle pour les secteurs diffus, les PTC, les méthodes de simulation optique, les transferts thermofluidiques en régime d'eau pressurisé ainsi que les stratégies et algorithme d'optimisation.

• Réaliser des simulations de mécanique des fluides numériques - CFD - pour étudier les transferts thermiques et l'écoulement interne dans le tube absorbeur. Dans un seconde temps une approche basée sur solveur adjoint sera utilisée pour l'optimisation de la forme géométrique du tube.
• Analyser les performances du système du point de vue énergétique et environnementale à l'échelle d'une boucle industrielle.

• Contribuer à la valorisation scientifique des travaux (publications, conférences) et aux échanges avec les partenaires.

Profil du candidat : (Prérequis/ Diplôme)

Le poste convient à un(e) candidat(e) ayant/préparant un Master2 / diplôme d'ingénieur ou équivalent en génie énergétique, mécanique des fluides, thermique, énergétique.

Les compétences attendues incluent:

• Solide base en mécanique des fluides, transfert thermique, rayonnement et en thermodynamique.
• Connaissance en simulation numérique CFD;
• Intérêt pour les systèmes énergétiques et les technologies solaire thermiques;
• Capacité de travailler de manière autonome;
• Maîtrise des langues française/anglaise(minimum B2);

Des connaissances autour d'un ou plusieurs logiciels suivants seront appréciées : Star CCM+ ou Ansys-Fluent, Modelica ou équivalent.

• Anglais
• Mécanique des fluides
• Français
• Chimie