Développement d’un jumeau numérique du procédé de spray pyrolyse en flamme pour la synthèse de nanoparticules (collaboration avec CNRS/Centrale-Supélec)

Responsable : Yann Leconte

Les procédés de pyrolyse en flamme (FSP), couramment utilisés dans l’industrie pour produire à grande échelle des nanoparticules, permettent de synthétiser en une étape et à bas coût des nanopoudres grâce à la décomposition d’un précurseur au sein d’une flamme de combustion. Ces procédés font l’objet d’une intense activité de R&D pour synthétiser des nanostructures aux morphologies plus complexes. Ces développements menés via des approches empiriques nécessitent toutefois de très nombreuses synthèses et demandent beaucoup de temps.
Le projet DIGIFLAME a pour but d’établir les premiers modèles permettant de développer un jumeau numérique de la FSP, afin de pouvoir à terme réaliser des expériences in silico et ainsi diminuer le nombre d’essais « réels » avant la mise au point d’un matériau. Ces synthèses numériques permettront d’éprouver les théories gouvernant la formation de telle ou telle morphologie et d’optimiser les paramètres de synthèse. Le matériau modèle sélectionné pour cette étude est l’oxyde de fer.

Pour ce faire le projet bénéficiera des compétences reconnues du laboratoire EM2C (CNRS, CentraleSupélec, Université Paris-Saclay) dans la simulation des flammes turbulentes et dans la formation de nanoparticules dans ces flammes. Le projet bénéficiera également, pour l’aspect expérimental nécessaire à la validation des prédictions, de la plateforme de FSP mise en place au LEEL (DRF/IRAMIS/NIMBE) dans le cadre du PEPR Diadem. Ces deux laboratoires co-encadreront une thèse sur le sujet.