Modélisation et simulation des systèmes

Dans les domaines d’innovation d’IFPEN, de nombreux fluides sont employés pour diverses applications allant de la production d’énergies renouvelables à la mobilité durable. Ces fluides sont bien souvent des mélanges complexes et la chimie de leurs composants (hydrocarbures, alcools, esters, etc.) varie en fonction de l’application ciblée : combustion, refroidissement, lubrification, isolation électrique...

Dans le cadre d’une démarche générale de réduction des émissions produites par le secteur des transports, en particulier routiers, IFPEN s’intéresse à une voie complémentaire à l’électrification des véhicules : l’emploi de motorisations à hydrogène. Toutefois, l’utilisation de l’hydrogène dans des moteurs à combustion interne requiert au préalable une compréhension approfondie de différents phénomènes, du fait par exemple des interactions entre ce combustible et l’air...

La très grande majorité des raffineries de pétrole est dotée d’une unité de reformage catalytique qui remplit essentiellement trois fonctions : produire des coupes pétrolières à haut indice d’octane, servant de base à la production d’essences (appelées reformats), produire des coupes riches en aromatiques à moins de 10 atomes de carbone, servant à l’industrie chimique, ainsi que générer du dihydrogène, notamment utilisé dans les unités d’hydrotraitement et d’hydrocraquage...

Dans les procédés catalytiques, une phase active est nécessaire pour accélérer la transformation des molécules du fluide traité. Cet agent catalytique est la plupart du temps déposé sur un support poreux doté d’une surface interne importante, permettant d’accueillir un grand nombre de sites actifs dans un faible volume...

Le transport de particules colloïdales dans des milieux poreux concerne de nombreux domaines, dont les géosciences et l'ingénierie environnementale. Or les interactions particule-matrice peuvent produire la formation et l'accumulation de dépôts, avec à la clé un risque d’endommagement du milieu et d’altération de sa perméabilité (...). A IFPEN, le problème a été étudié à l’origine pour la production des hydrocarbures et concerne aujourd’hui d’autres contextes applicatifs : la géothermie et le stockage géologique du CO2...

La qualité de l’air est aujourd’hui un sujet de préoccupation majeur en matière de santé publique. Pour la préserver, il est nécessaire de réduire les émissions mais aussi de surveiller l’évolution chimique globale de l’atmosphère. Il importe en outre de suivre les gaz émis à l’échelle industrielle, ce qui répond également à des enjeux économiques et de sécurité. C’est pour traiter ces différents aspects que les chercheurs d’IFPEN se sont lancés dans le développement d’un ensemble de solutions technologiques, rassemblées dans le projet Flair Suite™.

Pour des raisons sanitaires, les émissions de particules fines produites par les moteurs thermiques sont réglementées par l’Union européenne depuis les années 90. Afin de respecter ces normes, de filtres à particules sont implantés sur les lignes d’échappement des véhicules...