Le laboratoire

RECHERCHES EN ENERGETIQUE ET ENVIRONNEMENT

Le Laboratoire de PhysicoChimie des Processus de Combustion et de l’Atmosphère (PC2A) est une Unité Mixte de Recherche du CNRS et de l'Université de Lille1 Sciences et Technologies (UMR 8522).

Ses activités pluridisciplinaires sont principalement orientées vers l’étude des problématiques atmosphériques et combustionnelles. L’unité conduit des actions de recherche aussi bien fondamentales qu’appliquées qui relèvent du domaine de la Chimie Physique et des Sciences pour l’Ingénieur.

L’un des principaux objectifs du Laboratoire est de contribuer à une meilleure compréhension des phénomènes physicochimiques en lien avec les grands défis sociétaux actuels comme la problématique des énergies propres, sûres et efficace, (2) la gestion sobre des ressources, et (3) l’adaptation au changement climatique.

Ainsi, les actions réalisées par l’Unité couvrent différents domaines d’intérêt :

- l’aspect énergétique : combustion, aéronautique, transport

- les impacts environnementaux : polluants et pollution, physicochimie de l’atmosphère

- la caractérisation des risques anthropiques : qualité de l’air, sûreté nucléaire, climat

La recherche développée au PC2A s’appuie sur une forte synergie entre le développement d’expérimentations pointues et sophistiquées, et la mise en œuvre d’outils de modélisation et de simulation appropriés. Elle inclut la caractérisation d’espèces chimiques et de leur réactivité, la détermination de paramètres thermocinétiques, ainsi que le développement de mécanismes cinétiques détaillés ou réduits. Les approches expérimentales sont principalement orientées vers l’analyse de structures de flammes, la caractérisation de la combustion moteur, l’aéronautique, les procédés propres, la caractérisation de la réactivité atmosphérique, la métrologie des polluants et l’évaluation de la qualité de l’air intérieur et extérieur.

Le laboratoire dispose d’une large reconnaissance dans le développement de méthodes de diagnostics lasers, dans la caractérisation de la réactivité en phase gazeuse et hétérogène, ainsi que dans la mise en œuvre d’outils et modèles de cinétique et chimie théorique.

L’orientation pluridisciplinaire des activités du laboratoire nécessite le développement d’une recherche souvent aux interfaces disciplinaires. Cette recherche à risque permet l’émergence de thématiques innovantes en lien avec les secteurs de la chimie, la physique, l’informatique, la mécanique, la santé et les sciences humaines et sociales.

Le PC2A est impliqué dans des programmes de recherches structurés au niveau local, national et international. Sa politique de collaboration est focalisée sur le développement de partenariats aussi bien en lien avec des entreprises et organisations privées, qu’avec des établissements et autorités publiques.

STRUCTURATION DE LA RECHERCHE

Pour réaliser ses objectifs, le laboratoire PC2A s’appuie sur un effectif d’une soixantaine de personnes, associant trente-deux personnels permanents (treize personnels techniques et administratifs, et dix-neuf chercheurs et enseignants chercheurs) et environ vingt-huit personnels non-permanents (doctorants, post-doctorants, CDD, stagiaires). Ces personnels sont répartis au sein de trois équipes de recherche :

E1: PhysicoChimie de la Combustion (P2C)

Cinétique chimique et combustion dans les moteurs

Reformulation des carburants / biocarburants / gaz naturel/hydrogène
Réduction des émissions polluantes
Etude expérimentale de l’autoinflammation en machine à compression rapide
Couplage combution - plasma
Développement de mécanismes cinétiques détaillés d’oxydation et d’autoinflammation d’hydrocarbures

Diagnostics laser et mécanismes chimiques : flammes, procédés propres

Mécanismes de formation et de destruction de polluants : NOx, COV, HAP, suies
Combustion de carburants synthétiques, biocarburants, biomasse, charbon…
Développement de techniques de diagnostics laser
Couplage in-situ des diagnostics optiques avec des méthodes d’analyses intrusives
Développement de mécanismes cinétiques détaillés de combustion

Suies et aéronautique

 

E2: PhysicoChimie de l’Atmosphère (PCA)

Réactivité atmosphérique homogène et hétérogène

Détermination des constantes de vitesse et des produits de réactions d'importance atmosphérique
Réactivité hétérogène et impacts sanitaires des polluants particulaires (pollens, suies, ...)
Physicochimie des particules d’aérosols atmosphériques
Pollution chimique et photochimique dans l'atmosphère
Photo-catalyse pour l’amélioration de la qualité de l’air

Qualité de l’Air : Métrologie et Modélisation

Caractérisation expérimentale et simulation numérique d’environnements particuliers en air intérieur et extérieur
Développement de techniques de diagnostics optiques
Campagnes de mesures sur le terrain
Détermination des niveaux de pollution, des sources et des puits de polluants. Impact sur la santé et le climat
Etudes des facteurs météorologiques influençant l’apparition d’épisodes de pollution

E3: Cinétique Chimique Combustion Réactivité (C3R) : Sûreté Nucléaire (IRSN/CNRS/Lille1)

Etude expérimentale et modélisation de la réactivité des produits de fission (Iode, Bore, Césium)
Transport de l’iode dans le circuit primaire d’un réacteur - Modélisation de la réactivité par méthodes de chimie quantique
Caractérisation expérimentale des HAP et des suies - Problématique incendie
Termes sources et conséquences radiologiques - Modélisation par dynamique moléculaire - Simulation
Etudes des interactions surfaces - produits de fission

 

 

ACTIONS DE FORMATION

Le PC2A est fortement impliqué dans les actions de formation dispensées par l’Université de Lille1 Sciences et Technologies, ainsi que dans la formation à et par la recherche, via l’accueil de stagiaires, doctorants et post-doctorants.

Le laboratoire est affilié à l’Ecole Doctorale Sciences de la Matière, du Rayonnement et de l’Environnement (SMRE).

Ses personnels interviennent dans les formations de Licence de Chimie et de Physique-Chimie, ainsi que dans les mentions Chimie et Physical and Analytical Chemistry du Master.

Au niveau Master les parcours concernés sont :

ASC : Master Erasmus Mundus Advanced Spectroscopy in Chemistry

AE : Atmospheric Environment (Labex CaPPA)

MOPI : Maîtrise et Optimisation des Procédés Industriels

CMN : Chimie et Matériaux du Nucléaire