Thèse Étude des Performances de Stockage d'Énergie du Biocarbone Issu de Biomasse Graphitique Biochar et Caractérisation Multi-Échelle H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : IMT Mines Albi École doctorale : MEGEP - Mécanique, Energétique, Génie civil, Procédés Laboratoire de recherche : RAPSODEE - Centre de Recherche d'Albi en Génie des Procédés, des Solides Divisés, de l'Energie et de l'Environnement Direction de la thèse : Ange NZIHOU ORCID 0000000215472567 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59 Le projet ERC vise à évaluer la capacité de stockage de composites de biocarbone innovants, une famille durable de matériaux carbonés avancés issus de la biomasse, destinés au stockage d'énergie dans divers environnements. Cette approche se distingue des solutions actuelles, majoritairement basées sur des combustibles fossiles ou des matériaux non durables, par son potentiel. Il devrait en résulter une réduction significative des émissions de CO et des économies d'énergie considérables. Les travaux seront menés dans un contexte international, avec des visites régulières dans les laboratoires de nos partenaires en France et aux États-Unis.
Les études en cours portent sur la sélection des matières premières de biomasse, leur caractérisation, ainsi que sur la pyrolyse et la graphitisation pour la production de composites de biocarbone. Dans le cadre de ce projet ERC et en parallèle d'autres travaux menés au sein de notre groupe de recherche, cette thèse de doctorat sera consacrée à la compréhension et à la mise en oeuvre du stockage d'énergie dans différentes conditions (technologie, température, atmosphère, etc.). Seront étudiés les dimensions géométriques et la forme optimales du composite, le cycle de stockage, le bilan énergétique, la résistance mécanique, la cinétique de corrosion et la thermodynamique.
Une attention particulière sera portée aux transformations chimiques, mécaniques et structurales multi-échelles (micro, nano et atomique) du biocarbone au cours du cycle de stockage. L'objectif est d'étudier les modifications de la nanostructure, de l'aromaticité et des domaines graphitiques cristallins du biocarbone, et d'examiner l'influence du cycle de stockage sur cette évolution. La spectroscopie Raman (Raman), la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à transmission (MET) et la spectroscopie photoélectronique X (XPS), entre autres techniques complémentaires, seront utilisées à cette fin. L'étude examinera la relation entre la structure du carbone, la stabilité thermomécanique et la conductivité du biocarbone, ainsi que l'impact de ces propriétés sur les performances de stockage.
Les indicateurs environnementaux, à savoir la consommation d'énergie et les émissions de CO, seront déterminés et comparés à ceux de matériaux de référence et de matériaux commerciaux.
Le projet ERC vise à évaluer la capacité de stockage de composites de biocarbone innovants, une famille durable de matériaux carbonés avancés issus de la biomasse, destinés au stockage d'énergie dans divers environnements. Cette approche se distingue des solutions actuelles, majoritairement basées sur des combustibles fossiles ou des matériaux non durables, par son potentiel.

Il est attendu que le/la candidat(e) soit titulaire d'un master en génie des procédés, génie des matériaux ou science des matériaux, avec des bases en phénomènes de transport (chaleur et matière) et en caractérisation des solides. Une première expérience dans certaines des techniques suivantes sera appréciée : DRX (XRD), XPS, ATG-DSC (TGA-DSC), adsorption N, MEB-EDS (SEM-EDS), HR-TEM, spectroscopie Raman ou spectroscopie RMN.