Mots clés
Piles à combustible, Modélisation, Capteurs logiciels, Schémas numériques, Equations aux dérivées partielles, Electrochimie
Profil et compétences recherchées
Master en mathématiques appliquées, automatique, traitement du signal, électrochimie
Niveau d'anglais requis: Intermédiaire supérieur: Vous pouvez utiliser la langue de manière efficace et vous exprimer précisément.
Résumé du projet de thèse
Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) sont une des technologies privilégiées pour la décarbonation du secteur des transports, du fait de leur autonomie et de la facilité de rechargement. Mais, leur démocratisation à grande échelle se heurte aux coûts importants qu’elles exigent, de surcroît multipliés par une durabilité encore trop peu satisfaisante.
Les dégradations précoces des PEMFC se concentrent sur ses pièces constituantes et en particulier sur la membrane jouant le rôle d’électrolyte, très sensible aux variations d’humidité et de température au cours de son utilisation. De plus, la distribution de ces quantités sur la surface de la membrane peut présenter d’importantes hétérogénéités qui sont difficilement mesurables avec de simples capteurs. Pour anticiper des dégradations potentielles tout en améliorant le rendement, il convient de maintenir des conditions opératoires acceptables d’humidité et de température en tout endroit de la pile. C’est sur cet axe que cette thèse s’inscrit via, dans un premier temps l’estimation en temps réel de variables internes de la pile (humidité, température, quantités de matières) à un degré de précision satisfaisant, qui servira ensuite comme informations pour l’adaptation des lois de commande de la pile. Cette thèse contribuera au développement de modèles de pile précis et rapide et de stratégies de contrôle en temps réel afin de lever les verrous scientifiques qui empêchent aujourd’hui une utilisation durable des PEMFC.
Contacts
Directeur de thèse Dr Florent DI MEGLIO, CAS, florent.di_meglio@minesparis.psl.eu
Encadrant IFPEN Dr Gontran LANCE, gontran.lance@ifpen.fr
