Impact des ions métalliques issus de la corrosion sur la dégradation des amines dans les procédés de captage du CO2

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.

Impact des ions métalliques issus de la corrosion sur la dégradation des amines dans les procédés de captage du CO₂

Décarboner l’industrie lourde n’est plus une option : cimenteries, aciéries et centrales doivent réduire rapidement leurs émissions. Parmi les leviers disponibles, le captage du CO₂ post‑combustion à base d’amines est l’une des solutions les plus matures pour agir dès maintenant à grande échelle. IFPEN développe de nouveaux solvants amines pour rendre cette technologie plus fiable, moins énergivore et plus compétitive.

Un frein majeur demeure : la dégradation des amines au cours de l’exploitation. En présence d’oxygène, des ions métalliques issus de la corrosion des équipements - notamment les cations de métaux de transition comme Fe, Cu, Ni, Co et Mn - peuvent catalyser des voies de dégradation, ce qui entraîne une perte d’efficacité du solvant, une hausse de la consommation du solvant (appoints nécessaires), des sous‑produits indésirables, des coûts d’exploitation en hausse et des contraintes de sécurité supplémentaires.

Ce stage s’inscrit au cœur de cet enjeu. Il vise à comprendre comment ces cations métalliques interagissent avec les solvants amines de nouvelle génération et accélèrent (ou modulent) leur dégradation. L’objectif est d’identifier et de hiérarchiser les mécanismes en jeu (complexation métal‑amine, cycles catalytiques en milieu oxygéné, voies radicalaires potentielles), de relier ces phénomènes aux conditions réelles des procédés, puis d’ouvrir des pistes concrètes pour limiter ces réactions. Il s’agit donc ici de lever un verrou scientifique et industriel critique pour capter plus de CO₂, et à moindre coût

DESCRIPTION

L’étudiant(e) aura la charge d’une veille bibliographique, de mener les expérimentations de dégradation des amines, de caractériser les solutions via des méthodes chromatographiques, d’établir des bilans matière précis, d’exploiter ses résultats et de proposer des mécanismes réactionnels induits par la présence des cations métalliques, en s’appuyant sur la caractérisation des solutions, de mettre en forme les résultats sous la forme d’un rapport scientifique et de les présenter à l’équipe du département.

Travail à réaliser:

Revue bibliographique
Mise en place et réalisation d'expériences en laboratoire :
- Vieillissement accéléré en réacteurs sous atmosphère contrôlée.
- Introduction maitrisée d’ions métalliques
Analyse des échantillons par des techniques chromatographiques
Exploitation des résultats et proposition de mécanismes réactionnels
Présentation des résultats et rédaction d’un rapport scientifique

PROFIL

3^ème année d’école ingénieur ou Master 2 en chimie ou génie des procédés.

Chimie, génie chimique ou matériaux.

Des connaissances en corrosion, chimie analytique et/ou procédés de captage du CO₂ seraient un plus.