(H/F) Stage M2/Ingénieur: modélisation numérique et caractérisation expérimentale de systèmes TPV solaires

La conversion thermophotovoltaïque (TPV) consiste à placer une cellule photovoltaïque (PV) devant un émetteur thermique à haute température. Ces systèmes convertissent la chaleur en électricité par rayonnement tout en permettant naturellement le stockage d'énergie, ce qui constitue un moyen intéressant d'atténuer l'intermittence solaire. Dans le TPV solaire, le matériau de stockage est chauffé à environ 1 000-1 500 °C par la lumière solaire concentrée ; l'énergie stockée est ensuite réémise sous forme de rayonnement thermique et convertie par des cellules TPV. L'un des principaux défis consiste à absorber et à stocker efficacement l'énergie solaire concentrée. Les milieux opaques conventionnels peuvent développer de forts gradients de température internes, ce qui limite leurs performances. A PROMES-CNRS, nous explorons des matériaux de stockage optiquement transparents (par exemple, le quartz et les PCM transparents) qui laissent passer la lumière du soleil à travers le stockage et sont absorbés par les parois de la cavité, inversant ainsi le gradient thermique et améliorant l'efficacité du stockage. Les travaux en cours combinent des modèles prédictifs visant à saisir les principes du stockage transparent avec des expériences sur un concentrateur solaire de 6 kW. L'accent est de plus en plus mis sur les matériaux à changement de phase transparents (par exemple, certains sels fondus et verres) afin d'exploiter la chaleur latente pour obtenir de meilleures performances. Nous proposons 2 à 3 postes de stagiaires dans le cadre de ce programme de recherche, couvrant des aspects complémentaires allant de la modélisation aux expériences : • Modélisation prédictive des systèmes TPV solaires utilisant des PCM transparents à l'aide de modèles de transfert de chaleur implicites 1D couplés à des modèles de conversion TPV (MATLAB). • Démonstration expérimentale d'un système TPV solaire avec stockage thermique transparent à l'aide du prototype existant fonctionnant sous le concentrateur solaire de 6 kW à PROMES. • Modélisation et optimisation des échanges radiatifs entre un émetteur chaud et une cellule TPV dans une cavité à miroirs à l'aide du ray tracing Monte-Carlo (Ansys Zemax OpticStudio). Description de l'employeur Le stage se déroule au PROMES-CNRS à Odeillo (Font-Romeu), dans les Pyrénées françaises, à haute altitude (1 600 m), combinant un cadre montagneux unique et une infrastructure de recherche solaire de classe mondiale. Le PROMES abrite l'une des plus grandes installations solaires au monde, comprenant un four solaire de 1 MW et un concentrateur solaire de 6 kW pour des expériences à l'échelle du laboratoire. Attendez-vous à un ciel dégagé, un ensoleillement abondant et un accès immédiat à des activités de plein air (randonnée, ski, escalade), tout en menant des recherches de pointe sur l'énergie à haute température. Vous rejoindrez une petite équipe dynamique (deux chercheurs, un post-doctorant, un doctorant, deux stagiaires) et interagirez quotidiennement avec d'autres stagiaires, doctorants, ingénieurs et chercheurs. L'atmosphère est collaborative et multidisciplinaire, et l'initiative et la curiosité sont fortement encouragées. Descriptif du profil recherché • Formation en science thermique/optique/des matériaux ou en génie énergétique. • Forte motivation pour les défis liés aux énergies renouvelables. • Rigueur, esprit d'initiative, travail d'équipe. • Une expérience avec MATLAB/Python/COMSOL et/ou des travaux en laboratoire est un plus (non obligatoire). Ce que nous apprécions le plus : la motivation, la curiosité et une attitude orientée vers le développement. Votre lettre de motivation doit être spécifique à ce poste et indiquer clairement les aspects qui vous intéressent le plus : la théorie ou les expériences, la conversion TPV ou le stockage thermique. Suite : les stagiaires exceptionnels pourront se voir proposer un doctorat à partir d'octobre 2026 environ. Conditions particulières d'exercice Pas de conditions particulière d'exercice Pas de conditions particulière d'exercice Langues Français/Anglais Français/Anglais