Etude de l'élimination de colorants par adsorption pour les applications de recyclage des plastiques

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.

Etude de l'élimination de colorants par adsorption pour les applications de recyclage des plastiques

La production de matières plastiques ou polymères, en forte croissance depuis plusieurs décennies, représentait en 2018, 360 millions de tonnes à l’échelle mondiale. En Europe, la consommation de plastiques représente environ 100 kg/an par habitant. Le recyclage des plastiques est devenu un enjeu majeur, afin de réduire les impacts écologiques et environnementaux liés à leur production et à leur consommation. Il s’agit notamment de trouver des solutions visant à augmenter le taux de collecte des plastiques, leur tri, et le développement de procédés de recyclage spécifiques selon les matières plastiques.

Le recyclage mécanique des matières plastiques est une technologie bien implantée qui montre actuellement ses limites pour certains polymères, selon les additifs présents, lorsqu'il s'agit de revenir au produit d’origine. Le recyclage chimique est en passe d'émerger comme une technologie complémentaire capable de traiter des charges plastiques plus complexes. Toutefois, la présence de colorants dans ces charges plastiques restreint la réutilisation du polymère régénéré.

Pour remédier à cette problématique, une étape d’adsorption peut se révéler particulièrement efficace pour éliminer les colorants indésirables. Les charbons actifs sont utilisés comme adsorbants, caractérisés par leur forte microporosité et haute surface spécifique, leur structure aromatique favorise l’adsorption de molécules organiques.

Description du projet : 

Ce projet de stage vise principalement à étudier l'adsorption d’une grande variété de colorants modèles en réacteur batch, via des mesures à différentes températures, dans différents solvants et sur différents adsorbants. Il s’inscrit dans un projet plus large de recherche, impliquant un travail de thèse en cours (3^ème année), dans lequel les résultats du stage pourront être utilisés pour nourrir un modèle de Machine Learning (régression symbolique).

Le stage sera réalisé dans les laboratoires de l’IFPEN, au sein du Département Séparation.

Objectifs du stage :

• Mesure de l'adsorption de colorants modèles en batch grâce à un protocole établi de manipulation sur paillasse et analyse des résultats.
• Caractérisation des adsorbants (isothermes d’adsorption N₂, thermogravimétrie, …)
• Construction d’isothermes d'adsorption à partir des résultats expérimentaux obtenus.
• Interprétation des résultats et orientation de la recherche (avec le support du doctorant).

Mise en place du modèle de Machine Learning (avec le support du doctorant en 3^ème année)

Profil recherché : 

Etudiant(e) de Master 2 (chimie, matériaux, physico-chimie, génie chimique) ou en dernière année d’école d’ingénieur avec un goût pour l’expérimentation et la caractérisation des matériaux.

• Rigueur, curiosité, autonomie et capacité d’analyse des résultats sont recherchés.
• Motivé(e) par la thématique proposée, par la recherche fondamentale et appliquée.

Master 2 sciences chimiques, physico-chimie, ou école d’ingénieur spé. chimie
Écoles : ENSCP, ENSCPB, ENSCM, ENSCMU, ESPCI, ENSIC, UTC, CPE, EMSE, ENSEEG, ENSCL
Masters : Paris 6, Paris 11, Lyon, Montpellier, Grenoble, Bordeaux, Mulhouse

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