Purification des gaz renouvelables : Etude des mécanismes de captation d'H2S par les oxydes de fer

La production de biométhane issu de biogaz est une filière en pleine expansion, et pourrait permettre de réduire notre dépendance aux énergies fossiles. En France, l’ADEME et les distributeurs de gaz visent la substitution du gaz naturel fossile par un biométhane d’origine 100% renouvelable d’ici 2050. Dans ce contexte, la filière d’épuration du biogaz doit être optimisée pour obtenir un biométhane de qualité suffisante pour son utilisation. Cela passe par la captation de l’H2S, composé toxique indésirable, produit naturellement lors de la dégradation biologique dans le méthaniseur.
Des masses de captations peuvent être utilisées pour éliminer l’hydrogène sulfuré. Ces masses de captation sont des adsorbants parfois imprégnés d’une phase active telle que les oxydes et/ou hydroxydes de fer. Une réaction se produit alors entre les (hydr)oxydes de fer et l’H2S, et en présence d’oxygène, une régénération des phases (hydr)oxydes est possible. Si les réactions chimiques de la phase active sont aujourd’hui bien identifiées, les facteurs limitant la réaction (diffusion, stockage, disponibilité des espèces réactives) sont encore mal identifiés.
L’objectif de cette thèse principalement expérimentale sera d’identifier les mécanismes physico-chimiques mis en jeux lors de la captation de l’hydrogène sulfuré. Pour cela, après une étude bibliographique la.le canditat.e devra sélectionner des solides d’étude et les caractériser par les techniques d’analyse mises à disposition (DRX, ATG, FTIR ex/in situ, etc.). Des dispositifs expérimentaux seront adaptés pour suivre la sulfuration de ces solides modèles, afin de clarifier les mécanismes physico-chimiques mis en jeux.

Mots clefs : adsorption réactive, H2S, iron sponge

• Directeur de thèse    Dr Igor BEZVERKHYY, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB), Igor.Bezverkhyy@u-bourgogne.fr, ORCID : 0000-0001-8762-6687
• Ecole doctorale    ED 553 - Ecole Doctorale Carnot – Pasteur, Université de Bourgogne
• Encadrant IFPEN    Dr Gaëlle LEBRUN, ORCID :0009-0009-4954-2760
• Localisation du doctorant    IFPEN, Lyon, France
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2024 
• Employeur    IFPEN, salaire brut 2425 €/mois en 1ère année (revalorisé chaque année)
• Qualifications    Master en Sciences Chimiques, Génie des Matériaux, Génie Chimique
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR)    
• Autres qualifications    Connaissances des phénomènes d’adsorption et catalyse, et/ou de techniques de caractérisations des matériaux seraient bienvenues.

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