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Descriptif des activités de recherche

Alejandro A. Franco est actuellement professeur titulaire au LRCS et, depuis octobre 2016, membre junior de l'Institut Universitaire de France. Il a dirigé le groupe de modélisation des systèmes électrochimiques du CEA (Grenoble) de janvier 2006 à janvier 2013.
Depuis plus de 16 ans, il développe des modèles multi-échelles pour la simulation numérique de dispositifs électrochimiques de stockage et de conversion d'énergie tels que les batteries lithium-air et lithium-soufre, les batteries redox et lithium-ion, les électrolyseurs. Ces modèles, basés sur des approches théoriques mises au point par lui-même, permettent d'effectuer des études in silico des mécanismes physicochimiques se déroulant à de multiples échelles spatio-temporelles dans ces dispositifs. Ils permettent en outre d'établir des liens entre propriétés chimiques et microstructurales des matériaux, et leur performance et leur durabilité. En combinaison avec des expériences dédiées, et grâce à leur nature prédictive, ces modèles s'avèrent très utiles pour optimiser la conception des prochaines générations de batteries et de piles à combustible.

Prof. Franco a été / est coordinateur et / ou chef de file dans plusieurs projets nationaux et européens (10 en tant que PI, 12 en tant que partenaire), et a des projets collaboratifs avec des entreprises telles que Renault, SAFT et IRT-Saint Exupéry. Il est l'auteur de plus de 60 publications, 10 chapitres de livres invités, 19 brevets délivrés, et a édité 3 livres et 2 numéros spéciaux de revues. Il a présenté plus de 44 présentations invitées (y compris plusieurs discours) dans des conférences internationales et 31 séminaires invités dans des institutions de première classe (par exemple MIT, ANL, LBNL, Stanford Univ.). Il a organisé 10 conférences internationales et 2 écoles internationales.
Il est le récipiendaire de la P.E.D.R., Lauréat du Chercheur Haut Niveau (Région Hauts-de-France) et il est lauréat d'une bourse ERC Consolidator Grant 2017.

Ses activités pédagogiques comprennent deux séries de conférences qu'il a créées (44 h / an) où il met en œuvre des méthodes d'enseignement de pointe, utilisant notamment la réalité virtuelle: une sur les piles à combustible et une sur la thermodynamique hors équilibre ).

Parcours

•    ERC Consolidator Grant 2017 Awardee
•    Membre Junior de l’Institut Universitaire de France (Octobre 2016-Septembre 2021)
•    Professeur des Universités (Université de Picardie Jules Verne, LRCS UMR CNRS 7314, 2013-présent)
•    Ingénieur chercheur (Commissariat à l’Energie Atomique est aux Energies Alternatives/LITEN, 2005-2013)
•    Thèse de doctorat (Commissariat à l’Energie Atomique est aux Energies Alternatives/LITEN,
•    2003-2005, Multiscale modeling of polymer electrolyte membrane fuel cells)
•    Visiting scientist (Commissariat à l’Energie Atomique est aux Energies Alternatives/LITEN,
•    2002, Direct Methanol Fuel Cells)
•    Master Sc. In Theoretical Physics (Universidad Nacional del Sur, Argentina, 2001)


Compétences

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

Projets en cours

MAGIC (CNRS PEPS,  durée 1 an, commencé en Septembre 2017). Sujet: Batteries Redox Flow avec des suspensions de particules. Le professeur Franco est impliqué dans ce projet en tant que leader.

Projet d'Innovation Pédagogique (Université de Picardie Jules Verne, durée 1 an, commencé en Septembre 2017). Sujet: Utilisation de la réalité virtuelle pour l'enseignement des matériaux énergétiques, la conversion et le stockage de l'énergie.

Projet de modélisation des propriétés mécaniques des électrodes à base de silicium pour les applications de batteries lithium-ion (Thomas Jefferson Fund project,  durée 1 an, commencé en Septembre 2017). Parteraires: Prof. Franco (LRCS) et Prof. P. Mukherjee (Purdue University).

POROUS4APP (EU H2020, durée 4 ans, commencé en Mars 2016). Sujet: Carbonaceous materials for chemical reactors and electrochemical energy storage applications. Prof. Franco est impliqué dans ce projet comme modelling Work Package Leader.  

CELIA (projet national coordonné par l’IRT Saint Exupery, durée 3 ans, commence en Janvier 2016). Prof. Franco est l’encadrant de la doctorante Caroline Gaya, et est impliqué dans le Work Package sur le dévéloppement des batteries lithium air pour les aéronefs électriques.  La doctorante est financée par l’ IRT Saint Exupery (impliquant des industriels comme Airbus et Zodiac).

SAFT (projet de thèse bilateral collaboratif avec SAFT Batteries, durée 3 ans, commencé en Octobre, 2015). Cofinancé par SAFT Batteries et le FEDER. Sujet: modélisation physique des batteries lithium ion. Prof. Franco est co-dirige avec SAFT batteries la doctorante Mariem Maiza.

WONDERFUL (Region Picardie/Hauts de France, durée 3 ans, commencé en October 2015). Sujet: Modélisation multiéchelles et caracterisation expérimentale des batteries Redox Flow à suspensions de particules. Le Prof. Franco est le coordinateur du projet. 

HELIS (EU H2020, durée 4 ans, commence en Juillet 2015). Sujet: Design and Optimization of Lithium-Sulfur Batteries for Automotives Applications. Prof. Franco est impliqué dans ce projet comme le leader du Work Package traitant la modélisation. 

MASTERS (Projet "Accueil Chercheur Haut Niveau", Region Picardie/Hauts de France, durée 3 ans, commencé en Octobre 2014). Sujet: modélisation des batteries Lithium Air Batteries et caractérissation expérimentale. Prof. Franco est le Laureat et le coordinateur du projet


Stochasticity of Pores Interconnectivity in Li-O2 Batteries and Its Impact on the Variations in Electrochemical Performance

Amangeldi Torayev, José Alexis Rucci, Pieter M. Magusin, Arnaud Demortiere, Vincent De Andrade, Clare P. Grey, Céline Merlet, Alejandro A. Franco

The Journal of Physical Chemistry Letters, 2018

Multiscale Simulation Platform Linking Lithium Ion Battery Electrode Fabrication Process with Performance at the Cell Level

Alain Ngandjong, Alexis Rucci, Mariem Maiza, Garima Shukla, Jorge Gabriel Vazquez-Arenas, and Alejandro A. Franco

The Journal of Physical Chemistry Letters, 2017

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

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