Stage M2/Ingénieur

Informations générales

Organisme de rattachement

CNRS  

Référence

UPR8521-ALEVOS-006  

Date de début de diffusion

/12/2025

Date de parution

/12/2025

Date de fin de diffusion

/01/2026

Versant

Fonction Publique de l'Etat

Catégorie

Catégorie C (employé)

Nature de l'emploi

Emploi ouvert uniquement aux contractuels

Domaine / Métier

Enseignement et Formation - Accompagnante / Accompagnant d'élèves en situation de handicap

Statut du poste

Vacant

Intitulé du poste

Stage M2/Ingénieur (H/F) : Modélisation en bilan détaillé d'un système hybride PEC/PV pour la productio

Descriptif de l'employeur

Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l'Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d'éthique, de déontologie et d'intégrité scientifique.

Description du poste

Poste :
La production d'hydrogène et de carburants solaires par voie photo-électrochimique (Photo-Electrochemical Cell, PEC) représente l'une des approches les plus prometteuses pour stocker l'énergie solaire sous forme de molécules chimiques propres et décarbonées.
Ces dispositifs reposent sur des cellules photo-électrochimiques capables, sous illumination solaire, de scinder l'eau en hydrogène et oxygène grâce à des réactions d'oxydation et de réduction se produisant sur une photo-anode semi-conductrice et une cathode métallique. Cette approche est connue sous le nom de « photosynthèse artificielle ».
L'un des défis majeurs de cette technologie réside dans la valeur élevée de la différence de potentiel d'oxydoréduction de dissociation de l'eau (1,23 eV), qui limite le choix de matériaux photo-actifs à large bande interdite, souvent peu efficaces dans l'absorption du spectre solaire. Pour contourner cette contrainte, une stratégie consiste à séparer spectralement (sur la même surface de captation) le flux solaire dont la partie UV-Visible alimente une PEC et la partie infrarouge alimente une cellule photovoltaïque (PV) fournissant la surtension additionnelle nécessaire aux réactions photochimiques. Toutefois, cette solution élégante nécessite d'abord une compréhension fine des phénomènes physiques à l'œuvre dans chacun des sous-systèmes (PEC et PV), puis dans un système hybride couplant les deux. Ces phénomènes sont le transfert de rayonnement, la photogénération de paires électron-trou, leur migration par dérive-diffusion-réaction, leur transfert aux interfaces et, dans le cas de la PEC, leur participation aux réactions de photosynthèse artificielle.

Objectifs du stage

Malgré son potentiel, cette approche hybride reste peu étudiée et soulève plusieurs questions fondamentales :

• Quel gain d'efficacité peut être attendu grâce à l'hybridation PEC/PV ?

• Quels couples de matériaux permettent d'atteindre les meilleures performances ?

• Comment les non-idéalités réelles (recombinaisons, pertes résistives, échauffement) influencent-elles les rendements atteignables ?
Dans le but de répondre à ces questions, le stage visera à développer un modèle physique basé sur le formalisme du bilan détaillé, qui est par ailleurs largement utilisé pour la modélisation des cellules photovoltaïques classiques.
Ce formalisme permettra de calculer les performances maximales de conversion solaire en hydrogène, à partir d'un modèle d'échanges radiatifs et énergétiques intégrant un nombre restreint de paramètres physiques.
Les principales étapes du travail seront :
1. Modélisation idéale :
1-a- dans une première phase, on cherchera, sur la base de la littérature, à s'approprier en profondeur le concept de bilan détaillé appliqué aux cellules PV. Le principe de bilan détaillé permet de relier le comportement global d'un système thermodynamique aux réversibilités des propriétés décrivant les interactions en son sein,
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Conditions particulières d'exercice

Le Centre national de la recherche scientifique est l'une des plus importantes institutions publiques au monde : femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l'Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l'international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l'innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Descriptif du profil recherché

Profil echerché :
Étudiant·e de niveau Master 2 (thermodynamique, physique statistique) ou école d'ingénieur, disposant :

• d'une solide formation en physique, énergétique ou thermodynamique, avec goût pour la modélisation,

• d'un intérêt marqué pour les énergies renouvelables et la conversion photovoltaïque,

• de bonnes aptitudes en codage numérique (Matlab/Python).
Ce stage s'adresse à un·e candidat·e motivé·e par la recherche et souhaitant contribuer au développement de nouvelles technologies de conversion solaire à haut rendement, à l'interface entre photochimie, photonique et thermodynamique.

Conditions Particulières :

Temps plein

Oui

Localisation du poste

Europe, France, Occitanie, Pyrénées Orientales (66)

Géolocalisation du poste

FONT ROMEU ODEILLO VIA

Lieu d'affectation (sans géolocalisation)

66120 FONT ROMEU ODEILLO VIA (France)

Critères candidat
Niveau d'études / Diplôme

Niveau 7 Master/diplômes équivalents

Spécialisation

Spécialités pluriscientifiques

Langues

Français (Seuil)

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