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Défis technologiques >> Energie verte et/ou décarbonnée dont bioprocédés et valorisation des déchets
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Recyclage des polymères fluorés contenus dans les nouvelles technologies pour l'énergie (NTE)

Département des Technologies des NanoMatériaux (LITEN)

Laboratoire des Eco-procédés et EnVironnement

Master 2 sciences des matériaux, chimie

01-10-2019

SL-DRT-20-0825

emmanuel.billy@cea.fr

Energie verte et/ou décarbonnée dont bioprocédés et valorisation des déchets (.pdf)

Les polymères fluorés sont aujourd'hui très largement utilisés pour leur propriété de résistance mécanique et chimique et leur durabilité. Les polymères sont incontournables dans le champ des NTE comme les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (membrane Nafion dans les PEMFC), les batteries (PVDF aux électrodes), ou les panneaux photovoltaïques (EVA à l'interface verre cellule). Avec l'avènement des technologies décarbonées la question du recyclage est devenue centrale pour la mise sur le marché de ces technologies. Historiquement, les procédés de recyclage ont été conçus pour le traitement de différentes technologies et le traitement de grands volumes. Ceci a conduit à la mise en place de procédés pyrométallurgiques (haute température) qui sont robustes, mais destructifs et non sélectifs. Dans un contexte contraint par les enjeux stratégique, législatif (taux de recyclage) et environnementaux, il est nécessaire de recycler « plus » et « mieux ». Cette thèse vise à la recherche de nouvelles voies humide ou sèche pour le traitement de composés fluorés. L'utilisation des liquides ioniques pour la solubilisation des polymères sera une voie privilégiée. Leurs propriétés physico-chimiques intrinsèques (pas ou très peu volatils, inflammables et durables), en font des candidats tout désignés pour surmonter les problématiques de sécurité et d'environnement. Le travail de thèse s'articulera en 3 volets. Dans un premier temps, un état de l'art sera réalisé pour l'évaluation des procédés conventionnels et des milieux pour le traitement des composés fluorés. L'état de l'art se resserrera sur les polymères fluorés utilisés dans le champ des nouvelles technologies pour l'énergie (NTE). Une seconde partie traitera de la chimie des polymères et des solvants pour satisfaire à la mise en solution et récupération des polymères par voie humide et sèche. Une troisième partie à caractère fondamental, visera à lier les résultats macroscopiques aux évolutions structurales des polymères.

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Intensification de la captation du dioxyde de carbone par la photosynthèse des microalgues

DPACA (CTReg)

Autre DPACA

Génie biologique, Génie des procédés, Génie mécanique

01-10-2020

SL-DRT-20-0948

gatien.fleury@cea.fr

Energie verte et/ou décarbonnée dont bioprocédés et valorisation des déchets (.pdf)

De nombreuses études scientifiques, portées notamment par le GIEC, ont montré que les émissions anthropiques de gaz à effet de serre sont à l'origine d'un réchauffement de l'atmosphère terrestre. De par les volumes phénoménaux émis annuellement (plus de 30 milliards de tonnes) au niveau mondial, le CO2 est considéré comme l'un des principaux responsables de ce réchauffement. Parmi les méthodes permettant de séquestrer ce CO2, la photosynthèse est particulièrement séduisante, puisqu'outre la captation, elle permet de créer différents produits pouvant conduire à la réalisation d'une économie circulaire grâce à la captation d'énergie solaire. Ce sujet de thèse se concentrera sur l'utilisation de la photosynthèse des microalgues pour la séquestration du CO2. Après une étape de bibliographie qui permettra à l'étudiant de mieux cerner les équilibres en jeu et les équations associées, la première partie du travail consistera à développer un modèle analytique de l'absorption du CO2 par les microalgues permettant de simuler différentes conditions de fonctionnement et différents systèmes de culture par une approche multidisciplinaire (mécanique des fluides, chimie et biologie notamment). Une fois ce modèle validé sur des expérimentations simples réalisées avec une souche de microalgue modèle, il sera utilisé pour développer un dispositif de culture innovant permettant d'intensifier les transferts de masse d'une phase gazeuse enrichie en C02 vers la biomasse microalgale.

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