Ingénieur ou Ingénieure de recherche - Valorisation de chaleur des fumées industrielles : caractérisation des fumées et études de la corrosion des matériaux métalliques et céramiques - CDD 12 mois

ENVIRONNEMENT DU POSTE :

École du ministère en charge de l'industrie, IMT Mines Albi est une école de l’Institut Mines- Télécom, 1er groupe d’écoles d’ingénieurs et de management de France. À l'avant-garde des enjeux industriels et académiques sur la scène internationale, elle agit comme un moteur scientifique et économique territorial en combinant ses 4 missions - former des ingénieurs en intégrant la dynamique du développement durable, faire de la recherche scientifique, contribuer au développement économique et diffuser la culture des sciences, des techniques et de l'innovation - en un cercle vertueux et porteur d'innovation.

Son positionnement en matière de formation et de recherche la place IMT Mines Albi comme école de référence sur trois des quatre thématiques de l’IMT, à savoir l’industrie du futur responsable, l’énergie, économie circulaire et société ainsi que l’ingénierie, santé et bien-être.

IMT Mines Albi s‘est dotée en 2023 et pour une période quinquennale, d’un plan stratégique décliné en 7 grandes actions, répondant ainsi aux orientations stratégiques du groupe IMT à laquelle elle appartient.

Le poste est ouvert dans le cadre d’une collaboration entre le centre RAPSODEE (Recherche d'Albi en génie des Procédés des Solides Divisés, de l'Énergie et de l'Environnement) UMR CNRS 5302 de l’IMT Mines Albi et l’entreprise Eco-Tech Ceram.

Les activités du centre RAPSODEE sont structurées en deux groupes de recherche dans les domaines de l’énergie, de l’environnement et du génie particulaire avec un accent particulier sur des procédés durables : plus intenses, plus économes en énergie, plus respectueux de l’environnement et plus sûrs.

L’entreprise Eco-Tech Ceram propose des solutions durables, rentables et financées pour valoriser les chaleurs fatales industrielles. À partir des meilleures techniques disponibles, Eco-Tech Ceram a mis au point l’Eco-Stock®, une solution de stockage thermique pour valoriser les chaleurs fatales industrielles à haute température, jusqu’à 1000°C.

Les deux partenaires travaillent sur la décarbonation des procédés industriels dans le cadre du projet LabCom SOLUTEC, co-financé par l’ANR.

DESCRIPTION DU POSTE :

L’industrie française perd chaque 109,5 TWh année sous forme de chaleur fatale, soit 36 % de sa consommation de combustibles, dont 52,9 TWh (16 Mt de CO₂ et 2 Mds €) à plus de 100°C. Cela correspond à différents gisements de chaleur ayant des propriétés variées en termes de température, de composition, de teneur en polluants, de dynamique, etc. Pour valoriser ces gisements d’énergie, il est nécessaire de développer des solutions de stockage thermique adaptées à l’ensemble des gammes de température et des types de fumées, au coût maîtrisé, aux performances durables et à l’impact environnemental minimisé. Eco-Tech Ceram commercialise l’Eco-Stock®[1], un système de stockage de chaleur sensible type thermocline utilisé pour valoriser les chaleurs perdues dans les fumées de fours industriels. Les fumées sont aspirées dans une cuve remplie de matériaux céramiques auxquels elles cèdent leur chaleur, qui est ensuite restituée au moment voulu par une circulation d’air froid récupérant cette chaleur.

Actuellement cette solution est limitée à la valorisation de fumées « propres », qui ne vont ni corroder ni encrasser le système, et qui ne représentent qu’environ 20% des gisements de chaleur fatale. Pour améliorer la durée de vie de l’Eco-Stock et étendre ses champs d’application, le projet de recherche sur les phénomènes de condensation des fumées et de corrosion dans l’Eco-Stock® - LabCom SOLUTEC est mené en partenariat entre l’entreprise et l’IMT Mines d’Albi.

Au sein du centre RAPSODEE et en collaboration avec l’entreprise Eco-Tech Ceram, les missions sont les suivantes :

• Caractérisation des fumées générées par des sites industriels : mesures de température, débit, et composition des fumées par des méthodes et moyens déjà disponibles ;

• Etude des phénomènes de condensation et de corrosion à l’échelle laboratoire : une approche thermodynamique permet de déterminer, à partir de la composition des fumées, la température de condensation et la composition des condensats. Ces données sont utilisées pour réaliser des campagnes d’étude cinétique et/ou électrochimiques de la corrosion en voie humide des matériaux de l’Eco-Stock® (enveloppe métallique et media de stockage céramique), Un deuxième type de campagne expérimentale est mené pour étudier la corrosion en voie sèche (gaz), à partir de fumées synthétiques reconstituées ;

• Etude des phénomènes de corrosion à l’échelle industrielle : afin de comparer les mécanismes de corrosion observés en laboratoire et rencontrés en milieu industriel, des échantillons sont exposés in situ dans des solutions de récupération de chaleur existantes et étudiés à intervalles espacés ;

• Choix des matériaux adaptés : en s’appuyant sur les analyses des étapes précédentes, des critères de choix optimal de matériaux pourront être proposés, et une sélection définie.