Doctoral contract / Contrat doctoral : Study of catalytic formulations for the oxidation of pollutants generated by wood combustion / Etude de formulations catalytiques pour l’oxydation de polluants générés par la combustion du bois

Job title:

Doctoral contract / Contrat doctoral : Study of catalytic formulations for the oxidation of pollutants generated by wood combustion / Etude de formulations catalytiques pour l’oxydation de polluants générés par la combustion du bois

Company:

Job description

Offer DescriptionBiomass combustion emits various types of atmospheric pollutants, such as CO, benzene, aldehydes, PAHs and fine solid particles (PM2.5). This is particularly true for domestic heating appliances, despite the significant optimization of wood combustion in these appliances over the last twenty years. Recent studies revealed that to reduce the environmental impact of domestic wood-burning appliances the implementation of a specific flue gas post-treatment system is necessary. The constraints of installation and use have shown that the post-treatment systems commonly used in the industrial and collective sectors are not feasible on a domestic scale, due to their cost and size. For domestic use, the design of catalyzed filter media is necessary. This is the background to the thesis proposed by LGRE.
The proposed project concerns the study of catalytic systems for the purification of fumes generated by wood combustion. These systems will need to have broad porosity, be effective on a variety of organic molecules in gaseous or solid form, and be highly resistant to activity inhibitors (H2O, CO2). The choice of the catalyst’s active phase will be based on technologies developed for the reduction of pollutants in automobile exhaust. Noble metals will not be considered in order to limit costs. The use of transition metals (Cu, Co, Fe, etc.) or cerium, which have shown promising results for CO and/or soot oxidation, will be preferred. After characterization, the activity of the catalysts will be studied, at a laboratory scale, on a synthetic gas bench using in a fixed-bed reactor, with model molecules representative of the pollutants encountered in wood combustion fumes: model soot (black carbon), CO, naphthalene, phenols, … This step will be carried out taking into account the particular characteristics of the application, including high CO2 and H2O contents. Once selected, the catalysts will be deposited on large-porosity foams, which will be directly installed in the flue gas evacuation systems. Finally, once the catalytic foams have been prepared, they will be tested under real operating conditions.La loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte vise à porter la part des énergies renouvelables, en France, à 32 % de la consommation finale brute d’énergie en 2030. La valorisation énergétique de la biomasse, en particulier au travers de la production de chaleur à partir du bois, est essentielle pour atteindre cet objectif. Le bois est en effet une source d’énergie neutre d’un point de vue du bilan carbone, locale et bon marché. Il constitue ainsi une alternative aux combustibles fossiles. La combustion de la biomasse émet cependant des polluants atmosphériques de différentes natures, tels que le CO, le benzène, des aldéhydes, des HAP et des particules fines solides (PM2.5). Ce constat est particulièrement vrai pour les appareils de chauffage domestique, et ce bien qu’une optimisation significative de la combustion du bois au sein de ces appareils ait été réalisée au cours des vingt dernières années. Les récentes études menées pour réduire l’impact environnemental des appareils de chauffage domestique au bois révèlent qu’à présent la réduction des émissions de PM2.5 et composés gazeux doit nécessairement passer par la mise en œuvre d’un système de post-traitement spécifique des fumées afin que ce mode de chauffage puisse être pleinement considéré comme un moyen durable d’assurer une production d’énergie renouvelable. Les contraintes d’implantation et d’utilisation ont montré que les systèmes de post-traitement couramment employés dans les secteurs industriels et collectifs ne sont pas envisageables à l’échelle domestique, du fait de leur coût et de leur encombrement. Pour un usage domestique, la conception de médias filtrants catalysés est nécessaire. C’est dans ce contexte que s’inscrit le travail de thèse proposé par le LGRE.
Le projet proposé porte ainsi sur l’étude de systèmes catalytiques de purification des fumées générées par la combustion du bois. Ces systèmes devront posséder une porosité large, une efficacité sur des molécules organiques variées sous la forme gazeuse ou solide et une résistance élevée aux inhibiteurs d’activité (H2O, CO2). Le choix de la phase active du catalyseur s’inspirera des technologies développées dans le cadre de la réduction des polluants dans un échappement automobile. Les métaux nobles ne seront pas considérés afin de limiter les coûts. L’utilisation de métaux de transition (Cu, Co, Fe,…) ou de cérium, qui ont montré des résultats promoteurs vis-à-vis de l’oxidation de CO et/ou des suies, sera privilégiée. Après caractérisation, l’activité des catalyseurs sera étudiée, à l’échelle du laboratoire, dans un réacteur à lit fixe traversé, sur un banc de gaz synthétique, sur des molécules modèles représentatives des polluants rencontrés dans les fumées de combustion du bois : suie modèle (noir de carbone), CO, naphtalène, phénols, … Cette étape sera réalisée en prenant en compte les caractéristiques particulières de l’application, dont les teneurs élevées en CO2 et en H2O. Lorsque sélectionnés, les catalyseurs seront déposés sur des mousses de larges porosités, qui seront directement implantées dans les systèmes d’évacuation des fumées. Finalement, une fois les mousses catalytiques préparées, elles seront testées en conditions réelles de fonctionnementRequirementsResearch Field Engineering Education Level Master Degree or equivalentLanguages ENGLISH Level ExcellentLanguages FRENCHResearch Field EngineeringInternal Application form(s) neededSE_CDE_2024_UHA_Application_file_4.pdfEnglish(816.97 KB – PDF)SE_Dossier-Candidature-CDE_2024_UHA_4.pdfEnglish(1.32 MB – PDF)LGRE_TSCHAMBER.pdfEnglish(417.46 KB – PDF)Additional InformationSelection processLe contrat doctoral de recherche est un contrat de trois ans, proposé par l’Université de Haute-Alsace. Il est attribué par le jury de l’antenne UHA du Collège doctoral de site en tenant compte des quatre critères :

• Mérite des candidats,
• Encadrement par un directeur de thèse Habilité à Diriger des Recherches,
• Qualité scientifique des projets de thèse,
• Politique de fléchage par l’école doctorale d’un nombre limité de sujets.

Peuvent candidater les étudiants répondant aux conditions suivantes :

• Première inscription en thèse en 2024-2025
• Ne pas être inscrit en doctorat dans un autre établissement français/étranger d’enseignement supérieur
• Candidature soutenue par un directeur de thèse habilité à diriger des recherches au sein d’un des laboratoires de l’UHA
• Être titulaire d’un master ou d’un diplôme équivalent.

La sélection des candidats tient compte de leur motivation, de leur cursus universitaire et de leur classement aux épreuves théoriques et pratiques (stages de recherche, le cas échéant) de leur master. Elle est systématiquement précédée d’un entretien avec le futur directeur de thèse avec qui le candidat prendra contact.La présélection des candidats fait l’objet d’un concours sur dossier. La liste finale des candidats susceptibles de bénéficier d’un contrat doctoral dans l’école doctorale est établie par le jury de l’antenne UHA du Collège doctoral de site après examen des dossiers de candidature et audition des candidats présélectionnés.Cet examen prend en compte l’avis donné par le futur directeur de thèse de l’unité de recherche d’accueil.Enfin, l’école doctorale examine la capacité d’encadrement des laboratoires et applique les règles générales retenues par le conseil scientifique de l’école doctorale et l’établissement en ce qui concerne le taux d’encadrement de doctorants par un directeur de thèse.The doctoral research contract is a three-year contract offered by the Université de Haute-Alsace. It is awarded by the jury of the UHA branch of the Collège doctoral de site, taking into account four criteria:

• Candidate merit,
• Supervision by a thesis director who is qualified to supervise research,
• Scientific quality of thesis projects,
• The doctoral school’s policy of allocating a limited number of subjects.

Students meeting the following conditions are eligible to apply:

• First thesis registration in 2024-2025
• Not enrolled in a doctoral program at another French or foreign higher education institution.
• Application supported by a thesis supervisor authorized to direct research in one of UHA’s laboratories.
• Hold a Master’s degree or equivalent.

Candidates are selected on the basis of their motivation, their academic record and their ranking in the theoretical and practical tests (including research internships, where applicable) of their Master’s degree. The selection process is systematically preceded by an interview with the candidate’s future thesis supervisor.Candidates are shortlisted on the basis of a competitive application process. The final list of candidates likely to benefit from a doctoral contract in the doctoral school is drawn up by the jury of the UHA branch of the Collège doctoral de site, after examining the applications and interviewing the shortlisted candidates.This review takes into account the opinion of the future thesis director of the host research unit.Lastly, the doctoral school examines the supervision capacity of the laboratories and applies the general rules adopted by the doctoral school’s scientific council and the institution concerning the ratio of doctoral students supervised by a thesis director.Website for additional job detailsWork Location(s)Number of offers available 1 Company/Institute UHA – LGRE Country France City MULHOUSE Postal Code 68100 Street 3b rue Alfred Werner GeofieldWhere to apply E-mail[email protected]Contact CityMulhouse WebsiteStreet3B rue Alfred Werner Postal Code68100 E-Mail[email protected][email protected] Phone+33 389 33 61 58STATUS: EXPIRED

Expected salary

Location

Mulhouse, Haut-Rhin

Job date

Sat, 30 Mar 2024 05:03:33 GMT

To help us track our recruitment effort, please indicate in your email/cover letter where (vacanciesineu.com) you saw this job posting.