Stage Bac +5 - Valorisation des Plastiques H/F - 38

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au coeur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

- La conscience des responsabilités
- La coopération
- La curiositéCompréhension de mécanismes de dépollution et gazéification de déchets de PVC en eau supercritique
La valorisation de déchets carbonés est un sujet d'actualité qui génère un grand intérêt pour une Economie circulaire du carbone.
La consommation de produits contenant des composés plastiques est présente dans presque tous les secteurs. Selon le rapport de Plastics Europe, la production mondiale de plastiques a doublé de 230 millions de tonnes en 2000 à 430 millions de tonnes en 2024 [1]. Cette production/consommation exponentielle a des conséquences importantes sur l'environnement. Malgré l'existence de méthodes de recyclage, seulement 9% de la production mondiale des plastiques est actuellement recyclée, et la quantité restante (pas valorisée) représente une véritable source de pollution [1].
La gazéification hydrothermale (HTG) est un processus thermochimique qui utilise les conditions supercritiques de l'eau (T > 374 °C, P >221 bar), afin de convertir le carbone organique contenu dans la matière en une phase gazeuse (qui contient principalement CH4, H2, et CO2). Ce procédé offre de la polyvalence pour convertir une grande variété de déchets. A titre d'exemple, les effluents de l'industrie agro-alimentaire (drêches de fruits et de brasserie, vinasse...), les effluents industriels (liqueur noire), les micro-algues, les digestats de méthanisation, les boues de station d'épuration, ainsi que les plastiques font partie des ressources visées à valoriser [2].
L'objectif du stage est l'étude des mécanismes réactionnels de dépollution et transformation des déchets plastiques (PVC) en conditions d'eau supercritique. La compréhension des phénomènes pourra conduire à l'optimisation du procédé HTG catalytique pour faciliter la production d'un gaz riche en CH4/H2 et l'obtention d'intermédiaires pour l'industrie chimique. Ce travail concerne la poursuite des recherches sur : i) l'étude de thermo-conversion et dépolymérisation des plastiques ; ii) l'étude du comportement des catalyseurs dans le milieu supercritique (activation/désactivation); iii) l'étude de la sélectivité vers la production d'un gaz contenant du CH4/H2 et la production d'intermédiaires
Démarche proposée :
- Etude bibliographique sur la valorisation des déchets plastiques par les procédés de thermo-conversion (torréfaction et gazéification en eau supercritique)
- Identifier les meilleures conditions thermiques pour faciliter la dépollution des déchets de PVC en amont du procédé de gazéification
- Contribuer à l'optimisation des méthodes d'analyses pour la détection et quantification des molécules d'intérêts issus du procédé de thermo-conversion
- Réalisation des bilans matières et bilans carbone
- Compréhension des phénomènes de transformation des déchets de PVC à haute pression et haute température (T> 374°C et P> 221 bar).
- Formulation des chemins réactionnels vers la production d'un gaz riche en méthane/hydrogène, et vers l'obtention dintermédiaires d'intérêt.