Production et caractérisation de composites à base de biocarbone pour le stockage de l’énergie

Le centre RAPSODEE (Recherche d'Albi en génie des Procédés des SOlides Divisés, de l'Energie et de l'Environnement) est un des trois centres de formation et de recherche d’IMT Mines Albi et une unité mixte de recherche, l'UMR CNRS 5302, entre IMT Mines Albi et le CNRS depuis 2001. Dirigé par Patricia Arlabosse, professeur, le centre RAPSODEE est un laboratoire de génie des procédés axé sur la maîtrise des propriétés fonctionnelles des produits. 

La transition énergétique actuelle repose sur un équilibre complexe : répondre à une demande croissante tout en réduisant drastiquement les émissions de gaz à effet de serre, dont 73 % sont dues au secteur de l’énergie. Dans ce contexte, la décarbonation des processus industriels à haute température (> 500 °C) représente un défi majeur en raison de leur forte intensité énergétique. La récupération et le stockage de chaleur s’imposent alors comme des leviers stratégiques. C’est dans cette dynamique que s’inscrit le projet STOREHEAT (ERC Advanced Grant, A. Nzihou, 2025-2029), dont l’objectif est de concevoir des matériaux composites innovants à base de biocarbone pour optimiser le stockage thermique à haute température.

Une sélection de matières premières, issues de la biomasse lignocellulosique, ainsi que les conditions de pyrolyse ont déjà été définies en tenant compte des propriétés recherchées pour les matériaux de stockage thermique. Un screening de ces différentes biomasses reste à effectuer. L’objectif principal de ce stage est donc de produire et de caractériser des biocarbones à partir de ces biomasses. Des caractérisations standards seront attendues, comme la mesure des éléments organiques (CHNS) et inorganiques (fusion alcaline – ICP), la mesure de la stabilité thermique (ATG) ou encore la mesure de la densité réelle (pycnomètre à hélium). Des caractérisations avancées, comme des mesures par spectroscopie Raman ou des observations au MEB, sont également à envisager.

L’impact des métaux, notamment des alcalino-terreux (Ca, Mg), sur les propriétés du biocarbone sera également étudié au cours de ce stage. Ce travail impliquera le dopage de la biomasse à l’aide de sels spécifiques.

Master 2, cycle d'ingénieur