Emissions Particulaires Ferroviaires : Inventaire, Compréhension et Scénarisation (EFFICACE)

Contexte

Les enceintes ferroviaires souterraines (EFS) présentent des concentrations en particules significatives, issues du déplacement de véhicules (freinage, usure rail-roue, etc.). Dans le domaine de l’air ambiant, l’OMS a mis à jour ses recommandations, amenant la commission européenne à définir une directive plus ambitieuse ; les émetteurs de particules (dont fait partie le secteur ferroviaire) sont au coeur des enjeux et efforts à venir ; cela concerne particulièrement les particules de type PM2,5.
Dans ce double contexte, une bonne modélisation des expositions et une bonne définition des actions de réduction des émissions, nécessitent un recensement rigoureux et documenté des sources et facteurs d’émission (FE), et une mise à disposition via des inventaires des émissions.
Les acteurs du monde ferroviaire possèdent des bancs d’essai et des spécialistes permettant de produire des données d’émission. Cependant, il existe un besoin notable d’harmonisation des méthodes expérimentales ; par ailleurs, la vision d’ensemble reste à construire. Il est nécessaire de mener un travail exhaustif d’identification, de collecte de données, puis d’intégration (inventaire d’émission).

Objectifs de la thèse

Le travail doctoral considère les questions à la recherche suivantes :
- Quelles sont les émissions particulaires du ferroviaire, hors échappement ? D’une part au niveau des Enceintes Ferroviaires d’Ile de France, d’autre part à l’échelle nationale.
- Quelles sont les sources dominantes ? Quelles sont les variables qui les régissent (compréhension) ?
- Quels seraient les scénarios de réduction (interventions) les plus efficaces ?
L’étudiant-e évoluera au sein d’un consortium dédié, lui permettant de collaborer avec des spécialistes «métier » du ferroviaire, de la qualité de l’air et des inventaires. L’étudiant-e suivra une formation en matière de construction d’inventaire. Un état des lieux et une collecte de données seront assurés. Un inventaire des émissions sera élaboré, avec deux dimensions (EFS d’Ile de France ; réseau national).
Au fur à et mesure de son développement, l’inventaire sera exploité en matière de production de connaissances, de prescription d’essais expérimentaux (afin d’améliorer en quantité et qualité les données disponibles), et de scénarisation (recherche d’actions permettant de réduire les émissions). Il s’agit donc d’un Outil d’Aide à la Décision (OAD), qui a vocation à être exploité sur le long terme, à l’issue de la thèse.

Une valorisation scientifique et opérationnelle sera assurée tout au long du projet.

Laboratoires d’accueil - Localisation
Thèse de type CIFRE. L’étudiant-e sera salarié-e de la SNCF pour la durée du doctorat.
Les travaux de thèse seront réalisés en collaboration avec
− IMT Atlantique – campus de Nantes, Département systèmes énergétiques et environnement
(DSEE) / UMR CNRS 6144 GEPEA    http://www.imt-atlantique.fr    https://www.gepea.fr/
− Groupe SNCF    https://www.groupe-sncf.com/fr
− LB Environnement

L’étudiant-e sera accueilli-e durant les 3 ans à : IMT Atlantique – campus de Nantes, 4 rue Alfred Kastler
44307 NANTES

IMT Atlantique est une grande école d’ingénieurs généralistes et un centre de recherche international dépendant du ministère en charge de l’Économie et de l’Industrie. Issue de la fusion au 1er janvier 2017 de Télécom Bretagne et de Mines Nantes, c’est une école de l’Institut Mines-Télécom. Sur 3 campus, Brest, Nantes et Rennes, IMT Atlantique a pour ambition de conjuguer le numérique et l’énergie pour transformer la société et l’industrie, par la formation, la recherche et l’innovation, et d’être à l’international l’établissement d’enseignement supérieur et de recherche français de référence dans ce domaine. Elle encadre chaque année 2300 étudiants en formation ingénieurs, masters et doctorants.
Le Département Systèmes Énergétiques et Environnement (DSEE) d’IMT Atlantique est basé sur le campus de Nantes. Il compte environ 70 personnes dont 20 enseignants-chercheurs permanents (10 HDR), 6 ingénieurs et techniciens ainsi que 3 personnels administratifs, des doctorants, ingénieurs de recherche et post-doctorants. Le département est partie prenante de l’UMR CNRS 6144 GEPEA développant des recherches en génie des procédés appliqué aux bio-ressources et aux écotechnologies au travers de 3 équipes de recherche : Traitement Eau Air Métrologie (TEAM), Valorisation Énergie/matière des Résidus et Traitement des Émissions (VERTE), Optimisation – Système – Énergie (OSE).
Avec 290 000 collaborateurs dans plus de 60 pays, le Groupe SNCF compte parmi les leaders mondiaux du transport de voyageurs et de logistique de marchandises. Il opère le 2ᵉ plus important réseau ferroviaire au monde. Le Groupe a poursuivi en 2024 le déploiement de sa stratégie RSE autour de deux axes majeurs : son impact positif sur la société et dans les territoires (emploi, achats, accessibilité) et la réduction de son empreinte environnementale (décarbonation, économie circulaire, biodiversité). Pour la première fois en 2024, le Groupe publie son rapport de durabilité conformément à la directive européenne CSRD (Corporate Sustainability Reporting Directive).
LB Environnement est une structure d’expertise scientifique et technique basée sur 30 années
d’expérience dans le domaine de la qualité de l’air ambiant, de l’air intérieur, et des émissions.

• Intérêt pour les enjeux environnementaux, notamment la qualité de l’air
• Autonomie
• Capacité à rédiger et à communiquer en langue française
• Important - Compétences relationnelles : capacité à développer et à animer dans la durée une collaboration individuelle avec des spécialistes de différents domaines, situés chez différents partenaires
• Poste basé à l’IMT Nantes, avec un déplacement hebdomadaire à la SNCF Paris
• Mobilité régulière chez les partenaires (Rennes, Paris, Le Mans)
• Intérêt / capacité à construire une base de données et à l’exploiter avec outils de type Python, d’analyse statistique
• Compétences appréciées : génie mécanique, science des matériaux, qualité de l’air
• Maîtrise de l’anglais scientifique