Thèse Étude de la Chimie de Combustion des Carburants d'Avion Durables Issus de la Lignine H/F

Université de Lille

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Laboratoire de recherche : Physico-Chimie de la Combustion et de l'Atmosphère
Direction de la thèse : Guillaume VANHOVE ORCID 000000025219392X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59

Les SAFs constituent une voie prometteuse pour réduire significativement l'empreinte carbone du secteur aéronautique tout en respectant les exigences strictes de sécurité du transport aérien. Toutefois, la compréhension et la maîtrise des mécanismes de combustion, de la réactivité des carburants et de la formation des polluants sont essentielles pour permettre l'intégration sûre et efficace des SAFs issus de la lignine. Répondre à ces enjeux constitue l'objectif central de cette thèse.
Le travail de thèse reposera sur une approche combinant expérimentation et modélisation. La combustion de carburants substituts représentatifs des SAFs à base de lignine sera étudiée à l'aide de deux dispositifs expérimentaux complémentaires : (i) une machine à compression rapide (RCM) permettant de déterminer les délais d'auto-inflammation et de quantifier les espèces intermédiaires à des températures inférieures à 1000 K et à haute pression ; (ii) un brûleur à flamme laminaire pré-mélangée en configuration stagnation, destiné à mesurer les profils détaillés d'espèces chimiques à haute température à l'aide de systèmes avancés de chromatographie en phase gazeuse.
Les carburants-modèles seront sélectionnés en lien avec les travaux menés par les partenaires du CDP LILLEGNIN sur les procédés de dépolymérisation et d'hydrodésoxygénation de la lignine, et devraient appartenir principalement aux familles des alkylbenzènes ou des alkylcyclohexanes. Les données expérimentales obtenues à partir des deux réacteurs serviront à développer et valider un modèle cinétique détaillé pour la combustion de substituts de SAFs dérivés de la lignine. Cette approche intégrée permettra une analyse approfondie de la cinétique de combustion contrôlant la réactivité du carburant et la formation des polluants, apportant des connaissances fondamentales pour la formulation de carburants aéronautiques de nouvelle génération et la conception de turbines plus propres et plus efficaces fonctionnant avec des SAFs à base de lignine.

Cette thèse de doctorat s'inscrit dans le cadre du projet transversal ambitieux « Lignin Valorization: Pushing Further the Concept of Biorefineries » (CDP LILLEGNIN), financé par l'Initiative d'Excellence de l'Université de Lille. Le projet LILLEGNIN (2026-2030) rassemble dix laboratoires lillois aux expertises complémentaires et vise à établir, sur le site de Lille, une chaîne de valeur complète dédiée à la valorisation de la lignine. L'un des axes majeurs du CDP LILLEGNIN concerne la valorisation de la lignine industrielle en carburants d'avion durables (SAFs, Sustainable Aviation Fuels) dérivés de la lignine.

This PhD thesis is part of the ambitious Cross-Disciplinary Project Lignin Valorization: Pushing Further the Concept of Biorefineries (CDP LILLEGNIN), funded by the Initiative of Excellence of the University of Lille. The LILLEGNIN project (2026-2030) brings together ten laboratories in Lille with complementary expertise and aims to establish a complete value chain dedicated to lignin valorization at the Lille site. One of the major research directions of CDP LILLEGNIN is the valorization of industrial lignin biomass into Sustainable Aviation Fuels (SAFs, lignin-based SAFs).