Connaissance, savoir :

Si rien n’est fait pour améliorer le bilan carbone de la propulsion maritime, l’Organisation Internationale Maritime prévoit des niveaux d’émission en 2050 entre 2,5 et 3,5 fois ceux d’aujourd’hui, sachant qu’en 2018 ils étaient estimés à 1056 millions de tonnes équivalent CO2. Par ailleurs, il a été estimé que le transport maritime était responsable de 60 000 morts prématurées par an (1 ) du fait de l’émission de particules fines. Pour changer cela, une des pistes est de propulser les navires avec de l’hydrogène (2,3). Un point clef est le stockage de cet hydrogène, à bord et aussi au niveau des ports. C’est un défi important, qui dépasse le cadre maritime compte tenu des nombreuses applications de l’hydrogène dans le cadre du stockage d’énergie (4) et de la décarbonation, industrie comprise5.

Un des avantages du transport maritime est que la masse des réservoirs n’est pas aussi critique que pour le transport aérien. Ils peuvent donc être remplis de matériaux poreux améliorant la quantité d’hydrogène stocké. Parmi ces matériaux poreux, les réseaux organométalliques (MOF) sont prometteurs. Lors des charges et décharges des réservoirs, des phénomènes thermiques importants se produisent (6,7). L’objectif de ce contrat post-doctoral est de les simuler par la méthode des éléments finis (logiciel Comsol Multiphysics), en utilisant les données expérimentales déterminées au niveau du laboratoire.

1) J.J. Corbett et al., Mortality from Ship Emissions: A Global Assessment, Environ. Sci. Technol. 41 (2007) 8512–8518.

2) A. Fernández-Ríos et al., Environmental sustainability of alternative marine propulsion technologies powered by hydrogen – a life cycle assessment approach, Science of The Total Environment Volume 820, 10 May (2022) 153189-153200.

3) M. G. Sürer et al., Advancements and current technologies on hydrogen fuel cell applications for marine vehicles, International journal of hydrogen energy 47 (2022) 19865-19875.

4) R. Nagar et al., Recent developments in state-of-the-art hydrogen energy technologies, Review of hydrogen storage materials, Solar Compass 5 (2023) 100033-100067.

5) Q. Hassan et al., Hydrogen energy future: Advancements in storage technologies and implications for sustainability, Journal of Energy Storage 72 (2023) 108404-108420.

6) J. Xiao et al., Simulation of hydrogen storage tank packed with metal-organic framework, International journal of hydrogen energy 38 (2013) 13000-13010.

7) Chakraborty et al., Thermal management and desorption modeling of cryo-adsorbent hydrogen storage system, International journal of hydrogen energy 38 (2013) 3973-3986

Mots clefs :

Stockage d’hydrogène, comportement mécanique et thermique, Comsol Multiphysics, Matlab, décarbonation, transport maritime, MOF, adsorption, milieux poreux.

Savoir-faire :  Mener son travail en autonomie. Faire preuve d’initiative. Avoir un niveau en anglais suffisant pour communiquer et rédiger (B2)

Savoir être :  Capacité d’intégration au sein d’une équipe de recherche. Aptitude à interagir avec différents publics.

Diplôme exigé : Doctorat en physique ou en chimie physique avec une expérience dans la modélisation de phénomènes physico-chimiques couplés par utilisation du logiciel Comsol Multiphysics.