Besoins d'analyses (en ligne) pour le recyclage des plastiques / textiles

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

• l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
• la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Besoins d’analyses (en ligne) pour le recyclage des plastiques /textiles 

La gestion des plastiques et textiles en fin de vie est un enjeu sociétal majeur. Le recyclage chimique est en passe d'émerger comme une technologie complémentaire au recyclage mécanique car il est capable de traiter des charges plus complexes. En effet, ces matériaux peuvent inclure plusieurs types de polymères en mélange, ainsi que des additifs à des teneurs allant de quelques centaines de ppm à quelques pourcents. 

La performance du procédé passe par l’ajustement des conditions de recyclage en fonction de la composition des plastiques ou textiles en entrée de procédés.

Cela soulève 2 besoins de caractérisation :

• L’analyse des charges d’entrée. L'imagerie hyperspectrale (dite HSI : hyperspectral Imaging) qui repose sur l'acquisition de données dans un spectre de longueurs d'ondes étendu (Visible et Proche Infrarouge), 
  couplée au traitement des données chimiométriques, permet une caractérisation rapide et précise des matériaux par l'identification non-destructive de signatures chimiques. Certaines limitations rencontrées avec la méthode actuelle nécessitent de retravailler sur le développement de cette analyse.
• Le suivi en temps réel du procédé de recyclage chimique de ses polymères/textiles. Les analyses spectrales tel que le Raman, IR, UV, etc. sont assez facilement implémentable en ligne sur un procédé et transposable du laboratoire à l’unité pilote, à l’usine. Cela passe par l’acquisition d’une base de données spectrales acquise en conditions process et l’exploitation de ce signal au travers du développement de modèles permettant de le relier aux paramètres clés de pilotage du procédé. 

Objectifs du stage  :

Les objectifs du stage sont dès lors : 

• Revue bibliographique sur les solutions analytiques (équipement et traitement de données)  
• En HSI : S’approprier la caméra et le logiciel de traitement associés pour consolider la base de données préexistante et enrichir les modèles de classification et de quantification
• Pour l’analyse en ligne : la technique la plus pertinente identifiée, il faudra acquérir les données nécessaires au développement de la méthode (au laboratoire au travers de suivis de réaction) pour répondre au besoin de caractérisation dans le cadre du développement R&D du procédé, en vue de sa future implantation sur unité pilote. 

La capitalisation de ces travaux sera réalisée par la rédaction d’un rapport de fin de stage et une soutenance. 

L'ensemble des travaux se fera en lien avec des équipes de recherches impliquées dans le recyclage des plastiques à IFPEN 

Profil recherché :

Bac+5 / ingénieur 3ème année ou master en analyse industrielle ou chimie analytique 

• Langue française ou anglaise, enthousiasme, autonomie et bon esprit d’équipe. Intérêt pour le terrain/labo et rigueur expérimentale. 
• Solides connaissances en chimie analytique, traitement des données (Notions de chimiométrie (PCA, PLS, validation croisée) et/ou machine learning). Des connaissances en polymères seront un plus. 

Autres informations :

Lieu : IFPEN Solaize (Sud de Lyon) 
Transports : IFP Energies Nouvelles – Solaize est situé à 20 km au Sud de Lyon. Un véhicule personnel est recommandé mais le site est aussi accessible en transports en commun (des navettes entre la gare de Feyzin ou le métro B sont disponibles aux heures de bureau, matin et soir). 
Stage rémunéré à 1150 euros brut / mois 

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Internship subject Needs for analyses (online) for the recycling of plastics/textiles

The management of end-of-life plastics and textiles is a major societal challenge. Chemical recycling is emerging as a complementary technology to mechanical recycling because it can handle more complex feedstocks. Indeed, these materials can include several types of polymers in mixtures, as well as additives at concentrations ranging from a few hundred ppm to a few percent. 
The performance of the process depends on adjusting the recycling conditions according to the composition of the plastics or textiles entering the process. This raises two characterization needs:  - Analysis of the input loads. Hyperspectral imaging (called HSI: Hyperspectral Imaging), which relies on the acquisition of data across an extended wavelength spectrum (Visible and Near Infrared), coupled with chemometric data processing, enables rapid and accurate material characterization through nondestructive identification of chemical signatures. Some limitations encountered with the current method require further development of this analysis. - Real-time monitoring of the chemical recycling process of these polymers/textiles. Spectral 
analyses such as Raman, IR, UV, etc. are easily implementable inline on a process and transferable from the laboratory to the pilot unit, to the plant. This involves acquiring a spectral database obtained under process conditions and exploiting this signal through the development of models that link it to the key process control parameters. 

Description :

The internship objectives are therefore:  
• Literature review on analytical solutions (equipment and data processing) 
• In HSI: Becoming familiar with the camera and associated processing software to consolidate the preexisting database and enrich the classification and quantification models 
• For online analysis: once the most relevant technique is identified, it will be necessary to acquire the data (in the laboratory via reaction monitoring)  for method development to meet the characterization needs of the process, with a view to its future implementation on a pilot unit. 
• The capitalization of this work will be achieved by writing an end-of-internship report and a defense. 
All work will be carried out in connection with research teams involved in plastics recycling at IFPEN.

Required profile :

Master’s level (Bac+5) / 3rd-year engineering student in industrial analysis or analytical chemistry 
French or English language, enthusiasm, autonomy and good team spirit. Interest in field/lab work and experimental rigor.  
Solid knowledge in analytical chemistry, data processing (notions of chemometrics (PCA, PLS, cross-validation) and/or machine learning). Knowledge of polymers will be a plus. 

Additional information :

Workplace: IFPEN Solaize (South of Lyon) 
Transport: IFP Energies Nouvelles – Solaize is located 20 km south of Lyon. A personal mean of transportation is recommended but the site can be reached by public transportation as well (a shuttle between the train station of Feyzin or Metro B and IFPEN is available in the morning and afternoon). 
Remunerated internship (1150 euros gross / month)