14.04.2023

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Hélène Olivier-Bourbigou 
   

    Hélène Olivier-Bourbigou
    Responsable de la coordination de la recherche fondamentale

 

IFPEN est engagé dans la triple transition énergétique, écologique et numérique pour atteindre l’objectif ambitieux mais nécessaire de la neutralité carbone à l’horizon 2050. 

Je suis convaincue que notre recherche fondamentale, structurée en neuf verrous scientifiques (VS) et en synergie avec les problématiques appliquées, est primordiale pour l’émergence de solutions innovantes.

Dans ce numéro, je vous propose de découvrir chaque verrou scientifique au travers d’un fait marquant.
 
Cette sélection me permet de mettre en lumière combien cette structuration favorise la transversalité et les démarches interdisciplinaires avec :
 

  • L’émergence de nouveaux sujets reliés aux transitions. Energétique avec le comportement des batteries (VS1 et VS6) et l’éolien (simulation de parcs VS8). Ecologique avec la vulnérabilité des tourbières (VS5) et l’économie environnementale (VS9). Numérique avec le recours à des approches avancées (VS2, VS3, VS7) ou à l’apprentissage profond pour innover dans les matériaux (VS4) ;
     
  • Les adjacences avec nos thématiques plus historiques. Les travaux de l’article VS1 exploitent nos savoir-faire issus de l’étude des moteurs thermiques. Ceux de l’article VS2 sont inspirés de l’approche auparavant exploitée sur les hydrocarbures. L’étude hydrologique évoquée dans l’article VS5 s’appuie sur le logiciel de modélisation de bassin DionisosFlow® ;
     
  • La capacité à bâtir des passerelles entre les compétences. Utiliser les nouvelles approches numériques pour caractériser les phénomènes d’adsorption et de transport de molécules dans des milieux de structure complexes (article VS3). Recourir à la modélisation moléculaire au service des phénomènes de dégradation électrochimique des batteries (article VS6). Coupler les méthodes de Lattice-Boltzmann avec le calcul massivement parallèle par GPU (article VS8) pour aboutir à simulation accélérée en temps réel de parcs éoliens entiers ;
     
  • La coopération scientifique et la mutualisation des savoirs. Ces travaux s’appuient sur des collaborations au niveau national ou international avec des partenaires académiques (voir les articles VS2, VS8), des organismes de recherche (article VS5), des acteurs industriels (article VS4) ou encore l’ADEME (article VS9). 
       

Bonne lecture !   

Hélène Olivier-Bourbigou        
   


 

VS1 - Nouveau dispositif expérimental pour étudier la sécurité des batteries

L'électrification de la mobilité est une inflexion majeure pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques par le secteur des transports. Dans ce contexte, la batterie Li-ion est actuellement la technologie partagée par tous les constructeurs automobiles pour fournir le stockage d'énergie nécessaire au déploiement des véhicules électrifiés...

VS3 - Simulation du couplage adsorption/transport via une approche Lattice-Boltzmann généralisée

Le transport au sein de structures poreuses de molécules qui s’adsorbent sur les surfaces joue un rôle important dans nombre de contextes et d’applications très différentes. Parmi ceux-ci, nous pouvons citer le transport de polluants dans les sols, les procédés industriels de transformation catalytique ou de purification, ou encore les techniques chromatographiques...

VS4 - Nouvelle voie numérique pour la caractérisation de matériaux poreux virtuels

A l'intérieur des matériaux poreux, les phénomènes physico-chimiques tels que le transport de matière, les réactions catalytiques et les effets capillaires sont fortement influencés par la géométrie des réseaux de pores, c’est-à-dire le degré de porosité, la distribution de taille des pores et leur connectivité. (....) IFPEN et Saint Gobain Research Provence ont choisi d’appréhender ce problème de manière différente, en explorant une nouvelle voie numérique...

VS5 - Vulnérabilité des tourbières au changement climatique

Les tourbières n’occupent que 3 % de la surface terrestre mais abritent plus de 25 % du carbone organique stocké dans les couches superficielles du sous-sol. Les débris végétaux s’y accumulent lentement et y subissent une décomposition ralentie sous l’effet d’un environnement saturé en eau et appauvri en oxygène. Les tourbes y sont donc encore décomposables et particulièrement vulnérables aux changements environnementaux...

VS6 - Comment mieux maîtriser la Perte de Capacité des Batteries au Lithium

Tout le monde a remarqué que les batteries à base d’ions lithium, utilisées dans nos téléphones portables, ordinateurs, etc., perdent progressivement de l’autonomie au point de devenir inutilisables. Cette perte d’autonomie résulte notamment d’une couche, dite SEI, qui s’installe entre une des électrodes et l’électrolyte de la batterie. Cette couche apparaît dès le premier cycle de charge/décharge de la batterie, et croît progressivement en consommant des ions de lithium, de manière irréversible et donc au détriment de la capacité de la batterie...

VS7 - Limitations de vitesse variables : pour une gestion plus écologique du trafic urbain

Porté par les enjeux environnementaux et de sobriété, l’intérêt pour l’efficacité énergétique des véhicules et pour la réduction de l’impact de la mobilité va grandissant. Si la promotion de modes de transport alternatifs à la voiture reste le principal levier du changement, beaucoup peut être encore fait du côté de la régulation du trafic routier. Une équipe IFPEN a travaillé sur ce sujet dans le cadre d’une thèse en collaboration avec le Gipsa-lab...

VS8 - La simulation des parcs éoliens « massivement » accélérée

Dans le domaine de l'énergie éolienne, les simulations par LES (Large Eddy Simulations1) sont couramment utilisées pour mieux appréhender l’écoulement du vent au sein des parcs. A l’échelle de ces parcs, elles servent également à établir des modèles analytiques de sillages, utiles pour étudier l’interaction des éoliennes entre elles ainsi qu’avec la couche limite atmosphérique (CLA)...

VS9 - De nouveaux moyens pour l’analyse prospective du Transport Routier français

La baisse des émissions de CO2 provenant des véhicules routiers est nécessaire pour réduire durablement les émissions globales de gaz à effet de serre (GES) en France. En effet, le secteur du transport représente encore plus de 30 % de la part des émissions nationales, ce qui en fait le secteur le plus émetteur du pays. Le développement de nouvelles motorisations bas carbone pourrait de plus permettre d’améliorer la qualité de l’air et de diminuer notre dépendance aux énergies fossiles importées...