Absorption catalysée des solvants de captage CO2 : relations entre les états de surface et les espèces actives durant les étapes d’absorption catalysées

L'écart de température globale entre l'ère préindustrielle et la dernière glaciation était de 6°C. Face aux +4°C projetés d'ici 2100, l'accord de Paris laisse une génération pour développer le tryptique : Sobriété, Efficacité, Technologie, et c'est sur cette dernière brique que se positionne ce sujet de recherche à visée applicative. 
Pour cela, une rupture technologique vers des systèmes de capture de CO2 plus efficaces et optimisés, avec une empreinte énergétique minimisée, est essentielle. L'intensification des nouvelles technologies pourrait alors accélérer le déploiement du captage, comme avec les contacteurs rotating packed bed (RPB) affichant seulement quelues secondes de temps de passage. 
Cette rupture devient alors source d’innovation, nécessitant de nouveaux agents et techniques de séparation pour capturer le CO2, eux aussi avec un besoin d’intensification pour rester compatible avec ces nouveaux contacteurs. Nous proposons ainsi dans ce projet d'étudier comment les catalyseurs peuvent être combinés aux solvants pour repousser les limites des cinétiques chimiques conventionnelles de capture de CO2. 
Les travaux débuteront à l'ULCO par la synthèse et la sélection de matériaux catalytiques aux propriétés texturales et physico-chimiques modulables. L'objectif est d'élucider les relations structures/propriétés et de comprendre les mécanismes d'interaction régissant la complémentarité couple catalyseur/solvant.
À l'IFPEN (Solaize), des mesures d'absorption de CO₂ en réacteur triphasique (G/L/S) permettront de quantifier l'apport catalytique en conditions dynamiques. Des caractérisations ex-situ et des mesures operando de spéciation aux interfaces permettront d'identifier les intermédiaires réactionnels et d'optimiser les couples matériaux/solvants.
Enfin, un modèle cinétique global (G/L/S) sera développé pour identifier les régimes limitants et les temps caractéristiques, ouvrant la voie au dimensionnement de procédés de captage hautement intensifiés.

Mots clefs: Captage CO2, CCUS, catalyse, absorption, cinétique, matériaux, procédé intensifié, rupture

• Directeur de thèse    Dr. Christophe POUPIN, ULCO, ORCID: 0000-0002-7940-5128
• Ecole doctorale    ED 585 : EDSTS (Université du Littoral Côte d'Opale), https://www.univ-littoral.fr/
• Encadrant IFPEN    Dr. Guillaume PÉTAUD, ORCID : 0000-0002-3227-8563
• Localisation du doctorant    IFP Energies nouvelles, Lyon, France
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2026 (2 novembre)
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Ingénieur ou Master en Chimie-Physique
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR) et Français niveau A2 (CECR) souhaitable
• Autres qualifications    Connaissances en chimie du CO2 et catalyse et/ou modélisation cinétique. 

Pour postuler, merci d’envoyer votre lettre de motivation et votre CV à l’encadrant IFPEN indiqué ci-dessous.