Modélisation et Optimisation des électrolyseurs multi-stack AEM : prise en compte des phénomènes de dégradation et performances économiques

L’EIGSI La Rochelle est une école d’ingénieurs généralistes post-bac. Notre formation d’ingénieur vise à concilier l’enseignement des techniques de l’ingénieur et la connaissance du monde industriel, pour permettre aux diplômés de s’adapter au mieux aux évolutions de leur environnement professionnel. L’école compte actuellement 1 500 apprenants, 70 collaborateurs permanents et 300 intervenants vacataires issus de l’enseignement et du monde de l’entreprise.

L’EIGSI La Rochelle, anciennement Ecole d’Ingénieurs en Génie des Systèmes Industriels, est l’héritière d’une des quatre grandes écoles d’ingénieurs privées parisiennes du début du XXème siècle : l’Ecole d’Electricité et de Mécanique Industrielle (EEMI – école Violet) créée à Paris en 1901.

Les architectures d’électrolyseurs multi-stack, c’est-à-dire composées de différents blocs d’électrolyse indépendants, constituent une solution prometteuse pour une production d’hydrogène vert compétitive du point de vue économique. Elles permettent en effet, de manière bien plus souple et rapide que des configurations de capacités équivalentes mais utilisant un seul électrolyseur, de valoriser les productions d’électricité, fluctuantes par nature, issues de ressources renouvelables. Une telle compétitivité ne pourra être atteinte que si les phénomènes de vieillissement inhérents à ces blocs sont finement pris en compte par la stratégie de pilotage qui leur est appliquée. L’objectif de ce stage est justement le développement de telles stratégies permettant d’obtenir un coût de production minimale pour l’hydrogène vert. Cette étude se concentre par ailleurs sur le cas spécifique des électrolyseurs à membranes échangeuses d’anions (AEM) qui promettent de bonnes performances énergétiques et économiques dans avoir recours à l’utilisation de métaux critiques comme des platinoïdes. Le déroulement de ce stage devra passer par différentes étapes :

1. Un état de l’art des connaissances sur les phénomènes de vieillissement des électrolyseurs AEM et sur les taux de dégradation publiés dans la littérature.
2. La prise en main et l’amélioration d’un code de calcul existant, programmé en python, et permettant la simulation du comportement et des performances d’un électrolyseur multi-stack.
3. La formalisation des différentes stratégies de pilotage envisageables et leur confrontation avec l’état de l’art sur le sujet.
4. La proposition d’une ou plusieurs stratégies de pilotage permettant d’atteindre à tout moment et de manière robuste un coût de production minimal de l’hydrogène.

Étudiant·e en Master 2 ou en dernière année d’école d’ingénieur avec une spécialisation ou une coloration de parcours dans le domaine du génie électrique/électrotechnique, énergétique ou en mathématiques appliquées. Un intérêt particulier pour les énergies renouvelables et les technologies de l’hydrogène est apprécié.