Compréhension des phénomènes de solubilité et de diffusion de composés à extraire de matrices polymériques en pression et en température

Le recyclage des plastiques est un enjeu actuel majeur, permettant de réduire les impacts écologiques et environnementaux liés à leur production et à leur consommation. Il s’agit notamment de développer des procédés de recyclage spécifiques selon les matières plastiques. Le sujet se concentre sur les additifs : présents en grande variété dans tous les plastiques, les additifs posent actuellement un problème dans le recyclage mécanique (le plus utilisé à ce jour). Leur présence et leur mélange aboutissent fréquemment à une matière recyclée de mauvaise qualité. Certains additifs devenus régulés polluent la matière recyclée et empêchent son utilisation. Le projet concerne le recyclage par déformulation, c’est-à-dire l’élimination la plus complète possible de tous les additifs présents dans le plastique afin de pouvoir le réutiliser. Certains plastiques anciens contiennent des additifs maintenant régulés, leur extraction totale devenant donc un enjeu majeur. Cette thèse étudiera l’extraction solide/liquide, envisagée pour éliminer les additifs organiques présents dans les plastiques restés à l’état solide. Les extractions peuvent être sélectives ou concerner un éventail le plus large possible de composés.
Plus précisément le sujet de thèse concerne l’étude de l’extraction solide/liquide en température et en pression (méthode ASE ou PFE). Après un travail bibliographique ayant pour objet les matières plastiques et leur formulation, la diffusion et sa modélisation, et les techniques analytiques, le/la candidat(e) alliera stratégie expérimentale, analytique et modélisation pour étudier les phénomènes de gonflement, migration et extraction ayant lieu au sein d’une particule de plastique en température et en pression. L’étudiant(e) sera chargé(e) de mener des expérimentations en laboratoire, veillera au bon déroulé de ses manipulations ainsi qu’à leur exploitation. Une bonne communication avec l’équipe analytique sera clé pour le développement de nouvelles méthodes, l’exploitation des résultats et la compréhension des phénomènes. La stratégie de recherche proposée s’appuiera sur les moyens expérimentaux et analytiques disponibles au sein d’IFPEN, mais aussi sur les moyens de modélisation (ASPEN).La connaissance des processus de diffusion au sein d’une matrice polymère et des paramètres intervenant pourra aboutir à des solutions concrètes visant à améliorer la purification des plastiques recyclés. 

Mots clefs: Polymère, plastique, recyclage, diffusion, extraction solide/liquide, purification, séparation, migration, additif, modélisation.

Directeur de thèse    Docteur CHAUMMONOT Alexandra, IFPEN   
Ecole doctorale    ED206 - Ecole doctorale Chimie, Procédé, Environnement
Encadrant IFPEN     Docteur SIBEAUD Mathilde, Ingénieure Physico-chimiste, Direction Catalyse, Biocatalyse et Séparation, Département Séparation, mathilde.sibeaud@ifpen.fr   
Localisation du doctorant    IFP Energies nouvelles, Lyon, France  
Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2022
Employeur    IFP Energies nouvelles, Lyon, France
Qualifications    Ingénieur ou Universitaire Master 2, formation Physico-Chimie du Solide, Sciences des Matériaux, Polymères, ou autre formation en rapport avec le sujet. 
Connaissances linguistique    Bonne maîtrise du français et de l’anglais 
Autres qualifications     Une expérience dans la formulation, la caractérisation, l’analyse ou le recyclage des plastiques serait un plus. Goût prononcé pour l’expérimentation. Connaissances en traitement de données.
Une expérience dans la caractérisation des phénomènes de diffusion ou de la modélisation de ces phénomènes (logiciel ASPEN) serait un plus.