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Descriptif des activités de recherche

Je suis Professeur au LRCS et depuis Octobre 2016 Membre junior de l'Institut Universitaire de France. J’ai dirigé le groupe de modélisation des systèmes électrochimiques au CEA Liten (Grenoble) entre janvier 2006 et janvier 2013. Depuis plus de 14 ans, ma recherche consiste à développer des modèles multi-échelles pour la simulation numérique des dispositifs électrochimiques de stockage et de conversion de l'énergie, tels que les batteries lithium-air, lithium soufre, redox flow, lithium-ion et les piles à combustible à membrane électrolyte polymère et les électrolyseurs. Ces modèles, basés sur des approches théoriques que j’ai mises au point, permettent d'effectuer des études in silico des mécanismes physico-chimiques qui se déroulent à des échelles spatiotemporelles multiples dans ces dispositifs pendant leur fonctionnement. En outre, ils permettent d'établir des liens entre les propriétés chimiques et la microstructure des matériaux, leur performance et leur durabilité. En combinaison avec des expériences dédiées, et grâce à leur caractère prédictif, ces modèles se révèlent être très utiles pour optimiser la conception des prochaines générations de batteries et de piles à combustible. J’ai été coordonnateur général ou coordonnateur de work package dans plusieurs projets nationaux et européens (7 comme chercheur principal, 11 comme partenaire). J’ai des collaborations en cours avec des entreprises telles que Renault, SAFT et l’IRT-Saint Exupéry. Je suis co-auteur de 53 publications, 10 chapitres de livres, 19 brevets et j’ai édité 3 livres et 2 numéros spéciaux de revues scientifiques. J’ai donné plus de 57 présentations invitées (dont 17 keynotes) dans des conférences internationales et des instituts prestigieux (MIT, ANL, LBNL, Université de Stanford). J’ai organisé 9 conférences internationales et 2 écoles internationales. Mes activités d'enseignement comprennent deux séries de conférences que j’ai créé (44 heures/an) où je mets en œuvre des méthodes d'enseignement de pointe: l'une sur les piles à combustible (master MESC) et une sur la thermodynamique du non-équilibre (Université de Picardie Jules Verne).

Parcours

2016-2021 : Membre Junior de l’Institut Universitaire de France

2013-présent : Professeur des Universités (Université de Picardie Jules Verne, LRCS UMR CNRS 7314)

2005-2013 : Ingénieur chercheur (CEA Liten)

2003-2005 : Thèse de doctorat, Multiscale modeling of polymer electrolyte membrane fuel cells (CEA Liten)

2002 : Chercheur invité (CEA Liten, Direct Methanol Fuel Cells)

2001 : Master en physique théorique (Universidad Nacional del Sur, Argentine)


Compétences

Modélisation multi-échelles, électrochimie physique, batteries, piles à combustible, électrocatalyse

Projets en cours

Pilot plant production of controlled doped nanoporous carbonaceous materials for energy and catalysis applications (POROUS4APP)/2016-2020/EU H2020

High energy lithium sulphur cells and batteries (HELIS)/2015-2019/EU H2020

Advanced european lithium sulphur cells for automotive application (EUROLIS)/2014-2018/EU FP7

Modeling and Advanced Simulation of electrochemical Technologies for Energy Reversible Storage (MASTERS)/2014-2017/Region Picardie

Wise OptimizatioN and Deep Enhancement of Redox Flow batteries through ULtimate Modeling (WONDERFUL)/2015-2019/Region Picardie

Modeling of Anisotropic Transport in Lithium Air and Lithium Sulfur Batteries - PhD project LRCS & Cambridge University/2016-2019/ALISTORE ERI

Modeling of transport mechanisms in lithium ion batteries - PhD project LRCS & SAFT/2015-2018/SAFT & Région

Modeling of thick electrodes for lithium ion batteries - PhD project LRCS & Renault/2014-2018/Renault

CELIA Project (Lithium Air Batteries for aircraft applications)/2016-2019/IRT Saint Exupéry


Publications récentes

Linking the Performances of Li–O2 Batteries to Discharge Rate and Electrode and Electrolyte Properties through the Nucleation Mechanism of Li2O2

Yinghui Yin, Amangeldi Torayev, Caroline Gaya, Youcef Mammeri, Alejandro A. Franco

The Journal of Physical Chemistry C, 2017

Self-organization of Electroactive Suspensions in Discharging Slurry Batteries: A Mesoscale Modeling Investigation

Garima Shukla, Diego Del Olmo Diaz, Vigneshwaran Thangavel, Alejandro A. Franco

Applied Materials and Interfaces, 2017

Boundary control of the number of interfaces for the one-dimensional Allen-Cahn equation

Jean-Paul Chehab, Alejandro A. Franco, Youcef Mammeri

Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series S, 2017

Compactness of Lithium Peroxide Thin Film Formed in Li-O2 Batteries and Its Link to Charge Transport Mechanism: Insights from Stochastic Simulations

Yinghui Yin, Ruijie Zhao, Yue Deng, and Alejandro A. Franco

The Journal of Physical Chemistry Letters, 2017

A Microstructurally Resolved Model for Li-S Batteries Assessing the Impact of the Cathode Design on the Discharge Performance

Vigneshwaran Thangavel, Kan-Hao Xue, Youcef Mammeri, Matias Quiroga, Afef Mastouri, Claude Guéry, Patrik Johansson, Mathieu Morcrette, Alejandro A. Franco

Journal of The Electrochemical Society, 2016

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