Caractérisation de la matière organique par Py-GC/MS - Etude du lien entre stabilité biogéochimique, stabilité thermique et composition de la matière organique...
Physique et Analyse


Type de contrat
Stage
Début
Entre février et juillet 2022
Durée
de 5 à 6 mois
Région
Ile de France
Indemn / Rém
Oui

ref stage2022

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

  • l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
  • la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Caractérisation de la matière organique par Py-GC/MS

Etude du lien entre stabilité biogéochimique, stabilité thermique et composition de la matière organique, application aux cas de tourbes holocène

Les sols constituent le troisième réservoir de carbone après les océans et les roches. En stimulant le stockage de carbone, le sol peut être l’une des clés pour atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050. Il est donc primordial de favoriser le stockage du carbone organique sous des formes stables (peu minéralisables) tout en assurant la sécurité alimentaire en fournissant aux sols agricoles des sources de matières organiques suffisamment labiles pour permettre le rendement des exploitations et le maintien de la biodiversité.

L’un des enjeux majeurs est de fournir aux différents acteurs du sol (agriculteurs, aménageurs, ...) des techniques de vérification permettant de quantifier la performance des solutions mises en oeuvre pour stocker le carbone (évolution des pratiques agricoles, ...).

Durant ce stage, on se propose d’explorer le potentiel de la pyrolyse couplée à la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse (Py-GC/MS) pour caractériser la matière organique. Du fait de contextes pédoclimatiques très variables et de sources de matière organique multiples, les sols peuvent présenter une forte hétérogénéité compositionnelle. Par conséquent, ce travail de stage s’effectuera dans un premier temps sur un modèle plus contraint que sont les tourbes.

L’évolution de la matière organique au fil de la décomposition sera mise en évidence sur des échantillons d’âges croissants (0 à 10.000 ans). Il s’agira plus spécifiquement d’explorer le lien entre la stabilité biogéochimique de la matière organique, la stabilité thermique et la composition de la matière organique.

Les objectifs de ce stage sont les suivants :

  • Réaliser une étude bibliographique sur la caractérisation de la matière organique des tourbes par Py-GC/MS.
  • Optimiser les paramètres instrumentaux sur la Py-GC/MS.
  • Travailler sur la préparation d’échantillon (lyophilisation, broyage, quantité de prise d’essai…).
  • Réaliser des acquisitions sur des échantillons réels présents à IFPEN (en particulier des tourbes). Les tests incluront des séries d’échantillons cohérentes afin d’identifier les descripteurs pertinents et de travailler sur le lien stabilité thermique / composition / stabilité biogéochimique. Cette phase comprendra une confrontation avec d’autres méthodes thermiques type Rock-Eval® ou ATG.
  • Evaluer l’apport de techniques de thermochimiolyse, notamment par ajout de TMAH (tetramethyl ammonium hydroxyde).
  • Rédiger un rapport interne comportant la description de l’ensemble des essais et les résultats obtenus.

Suivant l’avancement du projet, le stagiaire pourra également travailler sur la caractérisation par Py-GC/MS d’autres types d’échantillons (sols naturels, cultivés ou contaminés, par exemple).

Le stagiaire sera intégré au département Physique et Analyse, sur le site de Rueil-Malmaison. Il sera en interaction forte avec les collègues de la direction Sciences de la Terre et Technologies de l’Environnement.

Ce stage permettra à l’étudiant de pratiquer la pyrolyse couplée à la GC/MS sur un équipement de pointe dans un laboratoire analytique. Plus généralement, il apprendra à mener un projet de recherche en réponse à un besoin, depuis la recherche bibliographique jusqu’à la phase de validation de méthode, en passant par des étapes de développements analytiques et comparaisons avec des données expérimentales obtenues par d’autres techniques.

Profil recherché

Bac + 5 Chimie avec un intérêt pour la chimie analytique en général et la chromatographie et la spectrométrie de masse en particulier.

  • Un goût pour le travail en laboratoire, de l’autonomie et un bon esprit d’équipe sont demandés.

Merci d’adresser votre candidature (CV et lettre de motivation) aux responsables de stage Perrine Cologon et Pascal Hayrault