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Offre proposée par

Cea

CEA

Post-doc : Dépolymérisation de matrices composites organiques et revalorisation des matières H/F

Bagnols-sur-Cèze, Occitanie Chimie / Biologie / Agronomie
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Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.

Référence

2021-16088

Description du poste

Domaine

Chimie

Contrat

Post-doctorat

Intitulé de l'offre

Post-doc : Dépolymérisation de matrices composites organiques et revalorisation des matières H/F

Sujet de stage

L'objectif de ce contrat post-doctoral est d'investiguer des solutions adaptées pour le recyclage chimique par dépolymérisation des matrices composites à base de résines thermodurcissables via un procédé de solvolyse en conditions douces, à faible apport thermique et énergétique, permettant le clivage des liaisons C–O en absence de catalyseurs métalliques. Une dimension spécifique sera accordée au choix des techniques de séparation pour isoler et purifier les molécules organiques et les matières et composés valorisables, tout en recyclant le milieu réactionnel.

Le post-doctorant sera amené à utiliser des techniques de chimie organique (synthèse, purification) et de caractérisation analytique (HPLC-MS, GC-QTOF, RMN, FT-IR, etc.) en complément des techniques de séparation solide-liquide. Ce sujet s'adresse donc à des candidats motivés par la pluridisciplinarité du sujet, ayant une grande curiosité scientifique et un dynamisme certain pour mener à bien chaque étape de ce projet.

Durée du contrat (en mois)

12 mois éventuellement renouvelable

Description de l'offre

Les modes actuels de production, d'utilisation et de mise au rebut des polymères organiques font trop souvent fi des avantages économiques d'une approche circulaire et sont préjudiciables à l'environnement. Les déchets issus des matériaux polymères peuvent être considérés comme une source de matières carbonées, et leur valorisation par recyclage chimique ou dépolymérisation pourrait permettre d'accéder à des squelettes carbonés complexes. Ces molécules organiques résultantes constitueront un stockage d'énergie sous forme de liaisons chimiques et pourront servir comme intermédiaires dans la production de nouveaux matériaux et produits à haute valeur ajoutée, pour diverses applications industrielles.

Dans ce cadre, le projet a pour objectif la recherche de solutions innovantes et adaptées afin de lever les verrous scientifiques et technologiques relatifs au recyclage chimique des matières polymères organiques et leur transformation en produits chimiques et matières à haute valeur ajoutée. Compte tenu des performances énergétiques visées qui excluent de fait les réactions à haute température, le choix s'est porté sur le procédé de solvolyse en conditions douces, à faible apport thermique et énergétique, permettant le clivage des liaisons C–O en absence de catalyseurs métalliques. Cette méthode doit d'être générale vis-à-vis du type de matériau polymère, permettant de bonnes conversions et des sélectivités contrôlées.

Pour y parvenir, il est envisagé de combiner l'apport de milieux réactionnels plus «innovants» à celui des «réactifs propres». Nous entendons par «réactifs propres» l'énergie apportée en particulier par les microondes, les ultrasons (sonochimie) ou les rayonnements ionisants. La contribution de milieux réactionnels plus «innovants» que les réactifs classiques de solvolyse sera étudié, comme les DES (Deep Eutectic Solvents) ou plus généralement les liquides ioniques ayant des propriétés catalytiques, sans toutefois s'interdire d'autres réactifs organiques à faible toxicité (alcools, amines). Afin de faciliter l'accès de ces réactifs à la chaîne carbonée et d'augmenter ainsi les cinétiques de réaction, le rôle des solvants (organiques classiques ou supercritiques), permettant de gonfler ou «solubiliser» la matrice polymère, sera également étudié.

Les applications visées couvrent principalement la dépolymérisation des matrices thermodurcissables, dans un but de conversion en molécules valorisables, avec l'avantage de pouvoir éliminer les additifs et contaminants présents dans les polymères d'origine. Un deuxième domaine d'application vise le recyclage des matériaux composites à base de ces mêmes matières polymères, particulièrement ceux renforcés à fibres de carbone, avec un double enjeu de valorisation, à la fois des molécules organiques et des fibres, en préservant au mieux leurs propriétés mécaniques et thermiques pour une réutilisation directe dans la fabrication de nouveaux composites.