DESCRIPTION DE L’EMPLOYEUR :
L’Institut Mines-Télécom est le 1er groupe public de Grandes Écoles d’ingénieur.e.s et de management de France. Constitué de huit Grandes Écoles publiques et de deux écoles filiales, l’Institut Mines-Télécom anime et développe un riche écosystème d’écoles partenaires, de partenaires économiques, académiques et institutionnels, acteurs de la formation, de la recherche et du développement économique.
Mines Saint-Étienne, Ecole de l'Institut Mines-Télécom, est chargée de missions de formation, recherche, innovation, transfert industriel et culture scientifique. Avec 2 500 élèves, 500 personnels, et un budget de 50 M€, elle rayonne sur 3 campus dédiés à l’industrie des futurs, à la santé et au bien-être et à la souveraineté numérique et microélectronique. Elle est classée dans le top 15 des Ecoles d’ingénieurs Françaises et dans le Top 500 des Universités mondiales.
La stratégie 2023-2027 de Mines Saint-Etienne s’inscrit dans celle de l’Institut Mines Telecom. Elle a pour ambition :
Présentation du centre : Le centre SPIN développe son expertise dans le domaine du Génie des Procédés appliqués aux systèmes dispersés : grains, particules, gouttes, bulles, milieux poreux… La quasi-totalité de son personnel appartient aux unités mixtes de recherche CNRS UMR 5307 et UMR 5600.
Pour accompagner cette stratégie, nous proposons un stage intitulé « Étude cinétique de la réduction de l’oxyde de fer» pour un étudiant de Master II.
DESCRIPTION DU STAGE :
Présentation des missions et des activités du stage :
Titre : Développement d'un modèle cinétique prédictif pour la réduction de l’oxyde de fer.
Contexte : Le stockage de chaleur sous forme thermochimique est en plein essor. Dans le cas de l’énergie solaire concentrée, l’utilisation de réactions chimiques reversibles à haute température apparaît comme une solution prometteuse pour stocker l’énergie aux moments les plus ensoleillés pour la restituer à la demande. Parmi les candidats, la réduction de Fe₂O₃ en Fe₃O₄ est une réaction intéressante pour le stockage thermochimique d'énergie solaire. En effet Fe2O3 est un matériau disponible et stable et sa réduction en Fe3O4
représente une forte densité énergétique. Néanmoins, la connaissance de cette réaction reste partielle et nécessite d’être approfondie pour un développement à plus grande échelle.
Objectif : L'objectif est d'analyser les données déjà disponibles et de les compléter par une étude expérimentale appropriée (granulométrie, DRX, thermogravimétrie,...). Sur la base de ces résultats, la seconde partie du stage consistera à développer un modèle cinétique prédictif.
Méthodologie : Le travail comprend des études expérimentales sur la granulométrie et la texture des poudres mises en jeu, l'analyse de phases solides et la variation de masse pendant la réduction. Ces données alimenteront un modèle cinétique, utilisé pour les simulations et une optimisation des paramètres cinétiques via un logiciel développé en interne au laboratoire.
Résultats attendus : Une loi de vitesse validée décrivant la cinétique de réaction Fe₂O₃/Fe₃O₄, en fonction des caractéristiques morphologiques de la poudre, de la température et de l’atmosphère pour prédire et optimiser efficacement les processus de stockage thermochimique d'énergie pour des travaux futurs sur les réacteurs de stockage.
Le stage est basé sur le campus de Saint-Étienne.
