Démarrage des premiers stages CARGO

Les premiers stagiaires CARGO ont démarré leurs travaux de recherche courant février ou début mars. Nous leur souhaitons la bienvenue !

le 11 mars 2024

Stages CARGO 2024
Stages CARGO 2024
Suite à l’appel à candidature lancé en septembre 2023, 11 stages en lien avec la décarbonation du transport maritime sont financés cette année par le cluster CARGO ou via d'autres sources de financement (notamment l’Institut Universitaire Mer & Littoral, partenaire privilégié du cluster).
A noter : une journée interdisciplinaire de partage autour des résultats des stages sera organisée le 17 juin 2024, à Saint-Nazaire.

Voici le détail des sept stages qui ont d'ores et déjà démarré :
 
Couplage expériences-calculs pour la prédiction des performances des voiles rigides (LHEEA)

Financé dans le cadre du projet MERVENT, ce stage se propose de réaliser le couplage entre des mesures de couche limite et turbulence atmosphérique réalisée en soufflerie à l’échelle du 1/500 et un code de calcul de performance de voiles. L’objectif est de pouvoir réaliser des calculs de performances aérodynamiques à échelle 1 en utilisant des données d’entrée réalistes après remise à l’échelle des données soufflerie pour in fine pouvoir affiner et optimiser la propulsion vélique des navires.
 

Refroidissement d’une pile à combustible par immersion dans un fluide diphasique (LTEN) : stage de Jean DAOUD

Les piles à combustibles (PAC) et batteries envisagées comme solutions de décarbonation du transport maritime génèrent de la chaleur et leur température doit être régulée afin qu’elles fonctionnent de manière optimale. Une possible solution de refroidissement consiste à immerger ces composants dans un fluide diélectrique avec une faible température de saturation. Pour gagner en compacité, il faut rapprocher les parois du réservoir de réfrigérant au plus proche du composant à refroidir, ce qui entraîne alors un confinement de l’ébullition. Bien qu’il y ait déjà eu quelques études sur ce phénomène, leur modélisation est toujours incomplète, ce qui limite le dimensionnement industriel d’une telle solution.
Missions :

  • Revue bibliographique sur le refroidissement par immersion diphasique, et notamment sur l’influence du confinement sur l’ébullition.
  • Prise en main de deux dispositifs expérimentaux existants et réalisation de tests
  • Etat de l’art sur les potentiels réfrigérants, en remplacement des fluides fluorés (HDC/HFO) en passe d’être interdits
  • Rédaction d’un rapport final
Modélisation multi-physique de la pile à combustible PEMFC (IREENA / LTEN) : stage de Mansour Sy Ba

Le développement de modélisations avancées est essentiel pour optimiser le dimensionnement et la gestion des systèmes embarqués multi-sources à base de piles à combustible (PEMFC) sur les navires. Ces modélisations permettraient de mieux comprendre le comportement dynamique de la PEMFC et de favoriser son acceptabilité et sa diffusion. Financé par l'IUML, ce stage vise donc le développement d’un nouveau modèle multi-physique de la pile à combustible PEMFC et sa validation expériementale.

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Etude d’un système hybride d’alimentation électrique à quai pour navires (IREENA) : stage de Dongala PINTO GARCIA

Ce stage vise à étudier un système d’alimentation à quai autonome alimenté exclusivement par des sources d’énergie propres (PV, piles à combustibles, ) associées à des systèmes de stockage d’énergie par batteries. On utilisera pour cela des interfaces de conversion d’électronique de puissance adaptées afin d’assurer la mise à l’échelle de la tension et d’isoler galvaniquement le navire par rapport à l’alimentation à quai. Différents types de convertisseurs peuvent être envisagés (DAB – Dual Active Bridge et TAP- Triple Active Bridge), qui seront étudiés dans le cadre du stage. Le travail commencera par la réalisation d’un état de l'art des systèmes d’alimentation à quai avant de se focaliser sur l’analyse de fonctionnement et l’étude (Modélisation, synthèse des régulateurs, simulation sur Matlab/Simulink) d’une alimentation à quai utilisant des convertisseurs DAB et TAB (pour l’hybridation sources, batterie comme illustré dans la Figure 1).

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Tests laboratoire à échelle réduite pour qualifier l’impact du biofouling sur l’avancement des navires (GeM / ISOMER)

Historiquement, on dispose de peu de bases de données quantitatives pour la mesure de l’impact du biofouling sur la trainée. On se propose dans ce stage - financé par l'IUML - d’utiliser deux bancs développés au GeM pour analyser cet effet (un banc de cisaillement, un bateau de plaisance instrumenté avec une balance). Le stagiaire devra prendre en main ces deux dispositifs, faire une revue bibliographique des espèces les plus fréquentes (balanes, moules, tubes de vers) et leur effet, rencontrer le responsable des bassins au LHEEA pour analyser si des tests ont été réalisés à Nantes, préparer des impressions 3D pour les deux dispositifs, prendre en main les deux codes de post-traitement à partir des efforts mesurés, réaliser les essais sur 2 colonisations différentes à différentes allures et les post-traiter, comparer avec les valeurs de la littérature.

Design du schéma européen d’échange de quotas appliqué au transport maritime (LEMNA/ LHEEA) : stage de Martin ROUX

Financé par l'IUML, le stage vise à :

  • Comprendre la fonction de production / fret du transport maritime ;
  • Décomposer la fonction de production par type de navire et appliquer le protocole d’allocation et d’échange de quotas de carbone selon plusieurs designs de marché : allocation gratuite ou payante, selon une base historique ou prévisionnelle, avec échange intra-sectoriel (entre navires) ou ouvert aux autres secteurs éligibles au Schéma Européen d’Echange de Quotas ;
  • Tester différents caps/objectifs de réduction des émissions pour comprendre la sensibilité des coûts de fret aux objectifs de réduction des émissions de carbone ou à la taxe carbone ;
  • Appliquer le modèle théorique aux cas réalistes des bateaux types par catégorie de marchandise.

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De la création d’un hub multi-énergétique portuaire pour optimiser la décarbonation des transports amont/aval d’une zone portuaire (LEMNA/ LS2N) : stage de Flavian FERRATON

Financé par l'IUML, le stage consiste en une étude de faisabilité approfondie pour évaluer la viabilité d’un projet de hub multi-énergétique portuaire, en tenant compte des besoins en approvisionnement énergétique portuaire ainsi que du transport maritime et hinterland amont/aval.
Le stagiaire a pour mission de :

  • faire une étude et analyse des besoins énergétiques du port pour assurer l’activité de transport amont/Aval ;
  • proposer une réflexion sur ce besoin : peut-il être limité ? Comment ? etc… ;
  • réaliser une étude exploratoire des pratiques dans les différents ports européens voire mondiaux (4) proposer une liste des freins et des leviers d’action pour proposer la mise en place d’un hub multi-énergétique au sein d’un port.

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Par ailleurs, quatre stages supplémentaires démarreront dans les prochaines semaines :
Identification des besoins de test pour qualifier les performances des systèmes véliques (LHEEA, LEMNA) : stage de Tristan SIMON

Le stage s’articule en 2 volets, un technique et un économique. Le volet technique concerne l’identification des besoins spécifiques à l’assistance vélique vis-à-vis des mesures en soufflerie et en bassin de carène, l’analyse des moyens de qualifications (expérimentaux ou numériques) et de leurs limites, la conception d’une expérimentation pour étudier les effets d’échelle sur un système vélique avec mesures des coefficients aérodynamiques pour valider l’approche à échelle réduite à coût moindre. Le volet économique (marketing) vise la qualification des besoins des acteurs en termes de performance et conditions techniques de fonctionnement du produit d’une part et d’autre part les besoins commerciaux : projections et conditions de déploiement, développement et entretien de ces systèmes. Une première estimation, ou mesure, de ces besoins, selon le nombre d’acteurs interrogés, sera abordée. L’analyse des moyens financiers mobilisables aux différents stades de pré-lancement du projet : développement produit, avant-projet, réponse à appel d’offre, projet accepté…, y sera associée. Il sera réalisé via des entretiens qualitatifs.

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Intégration de la propulsion vélique dans les réglementations (CDMO, en partenariat avec WindShip) : stage de Affaf BENDELLAA

La stagiaire étudiera les réglementations déjà développées et en développement pour travailler sur une évolution compatible avec le développement de la propulsion par le vent. Les réglementations ont aujourd’hui une approche « carburant » alors que l’intégration de la propulsion vélique demanderait une approche « énergétique ». En conséquence, les acteurs ne sont pas incités à adopter cette solution de décarbonation. Nantes ayant un écosystème particulier pour le développement de la propulsion vélique, le stagiaire pourra rencontrer les acteurs à la source et connaître leurs besoins et points de vue sur les réglementations.

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Marinisation des piles à combustibles SOFC (IMN) : Stage de Ahmed BENAMAR

Le stage consistera à évaluer l'impact des polluants présents dans l'air marin sur le fonctionnement des piles SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) à haute température. Le travail expérimental débutera par des tests de référence réalisés en utilisant des cellules SOFC dans des conditions standards (utilisation d'hydrogène pour l'électrode à combustible et de l'air pur pour l'électrode à air). Par la suite, les mêmes tests seront conduits en introduisant de l'air humidifié, puis de l'air marin avec différentes concentrations de sel. En parallèle des tests sur des cellules complètes, la compatibilité des sels marins avec les matériaux de cathodes couramment utilisés sera examinée, pour identifier les matériaux les plus résistants à l'exposition aux sels marins. Ce stage offrira au candidat l'opportunité de développer une gamme de compétences techniques, d'analyse des piles et de caractérisation des matériaux, en travaillant avec des piles SOFC sur le banc d'essai, en utilisant des techniques telles que la spectroscopie d'impédance, la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (SEM) et la spectrométrie d'émission atomique à source plasma (ICP-AES).
Contact : annie.legal[a]univ-nantes.fr

Le financement de la décarbonation du transport maritime : enjeux juridiques (CDMO) : stage de Zoé SACRATO

Si la décarbonation du transport maritime est désormais un enjeu central dans le débat public, encore faut-il des mécanismes de financement aptes à rendre cette transition non seulement désirable mais surtout faisable. Pour mobiliser les ressources nécessaires, divers mécanismes de financement ont émergé, en France comme à l’étranger, notamment des subventions publiques (aux niveaux national, européen et international), des incitations fiscales, des « prêts verts », ou encore des partenariats public-privé. Le stage vise à explorer le cadre juridique applicable à ces mécanismes financiers et à s’interroger sur la manière dont le droit peut accélérer la décarbonation du transport maritime par le biais des leviers fiscaux, bancaires et financiers.
Encadrement : caroline.devaux[a]univ-nantes.fr



Enfin, quatre stages initialement lauréats ont finalement été annulés, faute de candidats. Il s'agit des stages :
  • Intégration de modèles dans un simulateur de navires (LHEEA)
  • Aide à l’inspection de coque pour un navire en navigation (LS2N)
  • Modélisation de systèmes de production de e-carburants pour la propulsion maritime à partir d’hydrogène vert (LTEN / IREENA)
  • Gestion des flux de puissance dans les micro-réseaux maritimes – Cas d’un bateau électrique traversier (IREENA)
Publié le 11 mars 2024 Mis à jour le 3 avril 2024