Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Optimisation et contrôle de la température dans les systèmes pile à combustibles
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les piles à combustible à membranes échangeuses de proton (PEMFC) représentent une technologie clé pour le développement de systèmes énergétiques propres et durables, en particulier pour des applications lourdes dans le transport où leur densité énergétique est très intéressante. Néanmoins, afin de représenter une alternative industrielle viable, un certain nombre de verrous doit encore être levé parmi lesquelles les coûts d'exploitation et surtout la durabilité des systèmes en conditions réelles d'usage. Parmi les leviers d'action, l'optimisation des conditions opératoires est une piste prometteuse pour limiter les phénomènes de dégradations ayant lieu au sein de la pile. La température de fonctionnement est en particulier un paramètre clé car elle intervient à toutes les échelles : de la cinétique des mécanismes de dégradation à la capacité thermique que le système peut dissiper, en passant par l'équilibre en eau au sein de la pile. Malgré l'influence de ce paramètre sur la durabilité, celle-ci n'est généralement optimisée à l'échelle système que pour obtenir les meilleures performances, le temps de réponse le plus court possible et limiter la taille du système de gestion thermique.
L'objectif de cette thèse est de travailler à l'optimisation de la gestion de température d'une pile à combustible au sein d'un système en prenant en compte non seulement le critère de performances mais aussi celui de la durabilité. Pour ce faire l'impact de la température de fonctionnement sur les mécanismes de dégradation sera analysée à l'aide des différents outils de simulation déjà présents au sein du LITEN et de la quinzaine d'années d'expérience des équipes sur l'étude de la dégradation des piles à combustible PEMFC. Différentes architectures thermiques seront proposées et évaluées en lien avec les travaux d'optimisation des lois de contrôle de la température. Ces dernières pourront être mise en œuvre sur un système pile à combustible réel dans le but de démontrer la pertinence de la solution proposée par des données expérimentales concrètes.
Université / école doctorale
Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
Bac+5 en automatique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/09/2026
Personne à contacter par le candidat
PIFFARD Maxime < email deleted for security reasons >
CEA
DES/DEHT//LSY
17 Rue des Martyrs
38 054 Grenoble Cedex 9
04.38.78.15.38
Tuteur / Responsable de thèse
ROSINI Sébastien < email deleted for security reasons >
CEA
DES/DEHT//LSTA
17 Rue des Martyrs
38 054 Grenoble Cedex 9
04.38.78.17.21
En savoir plus
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Optimisation et contrôle de la température dans les systèmes pile à combustibles
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les piles à combustible à membranes échangeuses de proton (PEMFC) représentent une technologie clé pour le développement de systèmes énergétiques propres et durables, en particulier pour des applications lourdes dans le transport où leur densité énergétique est très intéressante. Néanmoins, afin de représenter une alternative industrielle viable, un certain nombre de verrous doit encore être levé parmi lesquelles les coûts d'exploitation et surtout la durabilité des systèmes en conditions réelles d'usage. Parmi les leviers d'action, l'optimisation des conditions opératoires est une piste prometteuse pour limiter les phénomènes de dégradations ayant lieu au sein de la pile. La température de fonctionnement est en particulier un paramètre clé car elle intervient à toutes les échelles : de la cinétique des mécanismes de dégradation à la capacité thermique que le système peut dissiper, en passant par l'équilibre en eau au sein de la pile. Malgré l'influence de ce paramètre sur la durabilité, celle-ci n'est généralement optimisée à l'échelle système que pour obtenir les meilleures performances, le temps de réponse le plus court possible et limiter la taille du système de gestion thermique.
L'objectif de cette thèse est de travailler à l'optimisation de la gestion de température d'une pile à combustible au sein d'un système en prenant en compte non seulement le critère de performances mais aussi celui de la durabilité. Pour ce faire l'impact de la température de fonctionnement sur les mécanismes de dégradation sera analysée à l'aide des différents outils de simulation déjà présents au sein du LITEN et de la quinzaine d'années d'expérience des équipes sur l'étude de la dégradation des piles à combustible PEMFC. Différentes architectures thermiques seront proposées et évaluées en lien avec les travaux d'optimisation des lois de contrôle de la température. Ces dernières pourront être mise en œuvre sur un système pile à combustible réel dans le but de démontrer la pertinence de la solution proposée par des données expérimentales concrètes.
Université / école doctorale
Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
Bac+5 en automatique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/09/2026
Personne à contacter par le candidat
PIFFARD Maxime < email deleted for security reasons >
CEA
DES/DEHT//LSY
17 Rue des Martyrs
38 054 Grenoble Cedex 9
04.38.78.15.38
Tuteur / Responsable de thèse
ROSINI Sébastien < email deleted for security reasons >
CEA
DES/DEHT//LSTA
17 Rue des Martyrs
38 054 Grenoble Cedex 9
04.38.78.17.21
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