Ecole Doctorale RP2E - Master Chimie Montpellier

Sujet de thèse au Laboratoire des Réactions et du Génie des Procédés
à partir de novembre 2014
1.
Laboratoire d’accueil: LRGP à Nancy (Université de Lorraine- ENSIC ; CNRS)
Ecole doctorale - RP2E : http://rp2e.univ-lorraine.fr/
Financement : contrat ANR MemChem (xx-2014/ xx-2018) : CDD CNRS, ≈1800
€/mois brut
2.
3.
4.
5.
Equipe d’accueil : LRGP, Equipe Membranes, Séparations, Procédés
http://www.lrgp.univ-lorraine.fr/ via onglet recherche
Encadrant (nom, prénom, titre, hdr) : Denis Roizard, DR CNRS
contact : Denis. [email protected]
Co-encadrant(s) (nom, prénom, titre, hdr) :
Halima Alem-Marchand, Maitre de conférences ENSIC-UL
contact : [email protected]
http://www.ijl. univ-lorraine.fr
Sujet proposé : Modification de membranes par traitements de surface et leurs
applications en séparation membranaire
Cette étude entre dans le cadre général du projet ANR- MemChem auquel participeront 4
équipes de Recherches dont ISCR-CIP, ISCR-OMC de Rennes et la société Arkema.
A l’échelle industrielle, les procédés de séparations représentent de 40% à 70% des coûts
de production (hors matières premières) et contribuent à hauteur de 45% à la
consommation énergétique nécessaire à l’élaboration d’un produit dans le secteur de la
chimie fine. Les opérations conventionnelles de séparation (cascades d’extraction
liquide-liquide et distillation) sont de fait éloignées des principes de la « Chimie Verte ».
L’ambition de MemChem est de contribuer à l’évolution de grands procédés
industriels grâce à la mise en œuvre de procédés de séparation éco-compatibles que
sont les procédés de séparation à membranes. Le projet MemChem est focalisé sur
l’intégration de la nanofiltration organique (NFO) dans le procédé d’hydroformylation
des oléfines. La NFO, technique séparative à température ambiante et sans changement
d’état est une alternative innovante aux opérations industrielles conventionnelles
énergivores évoquées ci-dessus. Outre la réduction de la teneur en métal dans les
produits, la NFO permettra le recyclage des composés onéreux : catalyseur au rhodium et
ligands libres indispensables à la réaction.
Dans le cadre de cette thèse, le candidat réalisera un travail pluridisciplinaire. il
utilisera et développera des techniques de fonctionnalisation de surface telles que les
modifications de surface par plasma et le dépôt de multicouches de polyélectrolytes sur
des membranes polymères. Les membranes composites ainsi élaborées feront l’objet de
caractérisations complètes. Dans un second temps des études de performance de la
membrane en termes de nanofiltration en milieu aqueux et organiques seront
développées. Toute une étude entre la structure finale de la membrane et ses
performances en nanofiltration sera menée.
Deux autres thèses seront réalisées en parallèle par les équipes partenaires, l’une sur la
mise en œuvre de la NFO utilisant des membranes commerciales et l’autre sur
l’optimisation d’un réacteur d’hydroformylation par l’optimisation du système
catalytique. Le doctorant recruté, partagera son travail entre le LRGP et l’IJL et sera aussi
en interaction forte avec ses deux homologues et l’ensemble des 5 partenaires du projet.
Travail de thèse à effectuer LRGP.
Les principales étapes de la thèse seront :
1- revisiter l’état de l’art, d’une part sur les méthodes de modifications des membranes
polymères, en se concentrant sur les méthodes de modifications de surfaces par la
méthode layer-by-layer, et d’autre part sur l’utilisation de membranes et/ou leur
modification pour la nanofiltration en milieu organique ;
2- développer un procédé de modification des membranes couplant les procédés par
plasma froid et la méthode de multicouches de polyélectrolytes ;
3- étudier les possibilités d’intégration des nouvelles membranes composites dans un
pilote de nanofiltration organique ;
4- participer à la mise au point du montage du banc d’essais ;
5- modéliser les résultats expérimentaux sur la base de modèles de transport avec
réaction chimique.
Pour mener à bien ce travail, le doctorant sera amené à collaborer activement avec les
autres équipes du projet :
- présentation de résultats réguliers (3 mois),
- participation aux réunions de l’ANR,
- rédaction de comptes rendus d’avancement (3 mois),
- participation aux colloques (posters et communications orales en anglais).
Profil du candidat recherché
Titulaire d’un Master, diplôme d’ingénieur ou titre équivalent. Compétences affirmées
dans les domaines correspondant au génie des procédés, la physico-chimie des transferts
et des surfaces/interfaces. Au cours du projet, le candidat sera amené à effectuer des
expérimentations en laboratoire, faire preuve d’initiative, analyser et modéliser ses
résultats.
Bonnes aptitudes au travail en équipe et à la communication.
Bonne maîtrise de l’anglais écrit et oral.
8.
Autres Informations :
Université de Lorraine
Ecole Nationale Supérieure des Industries Chimiques
Laboratoire Réaction et Génie des Procédés UMR CNRS-UL 7274
Institut Jean Lamour UMR CNRS-UL 7198
9. Bibliographie :
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