DOCTORANTE/DOCTORANT Etude de l’intégration d’un matériau PYRO-électrique dans un composant the[...]

Unités : CERI Energie Environnement, IMT Nord Europe / Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) Responsables hiérarchiques : Directeur du CERI Energie Environnement / Directeur du LIST Nature de l’emploi : Doctorat, Contrat de travail à durée déterminée, 48 mois Lieux de travail : IMTNE (Douai, France) / LIST (Luxembourg) Présentation des établissements Cette thèse internationale est une collaboration internationale entre l’IMT Nord Europe (France) et le Luxembourg Institute of Science and Technology (Luxembourg). IMT Nord Europe : Grande école d’ingénieur française (1878), membre de l’Institut Mines Télécom, IMT Nord Europe (ex Ecole des mines de Douai) a pour missions de former les ingénieurs de demain et de mener des recherches innovantes à haute valeur ajoutée. Idéalement située au carrefour de l’Europe, à 1 heure de Paris, 30 minutes de Bruxelles et 1H30 de Londres, IMT Nord Europe s’appuie sur plus de 20000m² de laboratoire pour développer un enseignement de haut niveau et une recherche d’excellence dans les domaines suivants : Systèmes Numériques, Energie et Environnement, Matériaux et Procédés. (www.imt-nord-europe.fr) Le candidat intégrera l’équipe « Energie, Fluides et Transferts » (EFT) du CERI Energie Environnement dont les recherches sont menées dans les domaines de l’optimisation thermo-fluidique complexe des composants, systèmes et procédés énergétiques. Les applications vont des échangeurs de chaleur et refroidisseurs ultraperformants pour batteries de véhicules électriques aux systèmes solaires complexes comme des centrales solaires à concentration innovantes ou des panneaux photovoltaïques/thermiques autopilotés. Quasi-systématiquement les approches numériques et expérimentales sont mises en œuvre en parallèle, en s’appuyant sur le développement interne des méthodologies et outils adéquats (notamment la plateforme expérimentale de recherche ALHEX de caractérisation des échangeurs multifonctionnels et composants thermo-fluidiques). (https://recherche.imt-nord-europe.fr/) Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) : The Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) is a mission-driven Research and Technology Organisation (RTO) that develops competitive and market-oriented product/service prototypes for public and private stakeholders. With its 600 employees, 75% of whom are researchers or innovation experts from all around the world, LIST is active in the fields of informatics, materials and environment and works across the entire innovation chain: fundamental/applied research, incubation and transfer of technologies. Through its research into advanced materials and processes, the “Materials Research and Technology” (MRT) department, with its 200 researchers and engineers, contributes to the emergence of enabling technologies that underpin the innovation processes of local and international industry. MRT’s activities hinge on four thematic pillars: nanomaterials and nanotechnology, scientific instrumentation and process technology, structural composites, and functional polymers. The candidate will be part of the Ferroic Materials for Transducers group, which belongs to the Nanotechnology Unit. This research group specialized on electroactive materials and more specifically on electrocaloric cooling and pyroelectric thermal energy harvesting. Contexte scientifique de l’étude : Les équipes du LIST travaillent depuis de nombreuses années sur la définition et la mise en œuvre de matériaux pyroélectriques capables de produire de l’énergie électrique lorsqu’ils subissent des variations de potentiels thermiques. Leur expertise a notamment été reconnue dernièrement via une publication dans le journal NATURE (1). Cet article démontre expérimentalement, pour la première fois mondialement, la possibilité de production d’énergie dans le domaine du Joule. Cette découverte est une rupture et ouvre de toutes nouvelles perspectives de développement de cette technologie jusqu’alors cantonnée à une utilisation dans le domaine de l’électronique de faible puissance (e.i. capteurs). L’équipe EFT travaille depuis plusieurs années (projet SOLINOV) sur l’efficacité énergétique et notamment le développement et l’optimisation de panneaux solaires PVT (panneau solaire PhotoVoltaïque Thermique) autopilotés et innovants, produisant à la fois de l’électricité et de la chaleur. Dans les scénarios actuels d’utilisation de ces PVT, une grande partie de la chaleur produite pendant l’été est perdue. La collaboration entre les deux laboratoires de recherche, permettra d’étudier et développer un concept novateur d’intégration d’un composant pyro-électrique dans un système solaire photovoltaïque/thermique. Ce couplage intelligent rendra possible la valorisation de l’énergie thermique auparavant perdue et la création d’un tout nouveau système producteur d’énergie renouvelable.Activités : Réaliser une étude bibliographique préliminaire (systèmes PVT, matériaux pyro-électriques).Proposer des configurations d’intégration d’un composant pyro-électrique dans un système PVT.Réaliser une étude statique énergétique permettant de choisir des concepts d’intégration à privilégier et un premier prédimensionnement de l’installation.Réaliser la caractérisation thermique et électrique du matériau pyroélectrique choisi pour l’étude.Participer à l’élaboration du banc d’essai, de la maquette de laboratoire et réaliser une étude expérimentale d’intégration du composant pyroélectrique.Modéliser/simuler les échanges thermo-fluidique en utilisant des logiciels de simulation éléments ou volumes finis et optimiser les architectures d’intégration et configurations géométriques du composant pyro-électrique.Modifier le banc d’essai existant afin de tester les nouvelles configurations obtenues par simulation et comparer les résultats numériques et expérimentaux.Valoriser son travail en participant à des congrès internationaux et en rédigeant des publications scientifiques dans des revues internationales.Durant les séjours respectifs à IMT Nord Europe et au LIST, des implications au niveau enseignement seront possibles notamment via la réalisation de travaux dirigés et travaux pratiques. Profil du candidat : (Prérequis/ Diplôme) Diplôme d’ingénieur ou un master 2 à forte dominante énergétique, thermodynamique ou sciences des matériaux.Une compétence en modélisation volumes ou éléments fini (Fluent, StarCCM+, Comsol, …) serait un plus.D’excellentes capacités d’analyse et de synthèse, avec un esprit critique.Un bon niveau en communication scientifique (écrit/oral).Un excellent niveau d’anglais et attendue pour cette collaboration internationale.Le candidat devra faire preuve d’un véritable esprit d’équipe, jouant un rôle prédominant dans la bonne marche de ce projet de thèse entre deux équipes de recherche situées dans deux pays différents. Aptitudes -Rigueur scientifique et qualité rédactionnelle - Communication, travail en équipe. - Organisé(e), rigoureux(se), autonome et réactif(ve). - Bon niveau d’anglais nécessaire pour collaboration internationale Compétences - Modélisation et optimisation énergétique - Maitrise d’un ou plusieurs logiciels modélisation : Fluent, StarCCM+, Comsol, … - mesures électriques - programmation Python Connaissances - Connaissances scientifiques et techniques reconnues dans le domaine de l’Energétique - Connaissances dans la Modélisation, la simulation thermo-fluidique des systèmes complexes - Sciences des matériaux Conditions : Le poste est à pourvoir à compter du 01/10/2024 pour une durée de 48 mois (contrat CDD). Le doctorat sera réalisé sur les sites de IMT Nord Europe et du LIST. Renseignements et modalités de dépôt de candidature : Pour tout renseignement sur le poste, merci de vous adresser à : Ugo PELAY, enseignant-chercheur (IMT Nord Europe), [email protected] ; Serge RUSSEIL, enseignant-chercheur (IMT Nord Europe), [email protected] ; Daniel BOUGEARD, enseignant-chercheur (IMT Nord Europe), [email protected] ; Emmanuel DEFAY, head of unit nano-technology (LIST), [email protected] Pour tout renseignement administratif, merci de vous adresser à la Direction des Ressources Humaines : jobs@imt-nord-europe Date limite de candidature : 10/07/2024 #J-18808-Ljbffr