Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Mesure et modélisation de l'activité chimique des composant de milieux complexes en hydrométallurgie
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les procédés d'extraction modernes reposent sur l'utilisation optimale de fluides complexes dont la compréhension détaillée reste trop empirique. Pour y palier, de nouveaux progiciels de simulation multi-échelle sont développés, avec un des inconnues à l'échelle mésoscopique, où l'agrégation des molécules, les structures d'interfaces (etc.) n'y sont pas bien compris. L'activité chimique est ici clé, puisqu'elle contrôle les processus d'échange et de transfert. La connaitre permet de valider ces progiciels. Il faut donc pouvoir la mesurer et analyser de manière fiable pour chaque composant, notamment ceux volatils. Nous avons proposé de le faire par mesure de leurs pressions partielles. Une première version d'un appareil microfluidique a ainsi été développée et brevetée qui permet de mesurer simultanément par spectroscopie infrarouge dans un guide d'onde creux, les pressions partielles des composants volatils. Ce dispositif expérimental prototype a été validé sur des systèmes simples. L'objectif de cette thèse est de démontrer le potentiel applicatif de cet outil unique pour la simulation et le développement rapide de procédés, en s'intéressant à des cas concrets importants, à la fois du point de vue expérimental que de celui de la modélisation. Ce type d'études serait totalement inédit et permettrait de vérifier expérimentalement pour la première fois les prédictions de stabilité de fluides complexes.
L'étudiant(e) en thèse devra dans un premier temps faire une mise à jours de la brique microfluidique. Il/elle l'utilisera ensuite pour mesurer les activités chimiques des fluides complexes précités et travaillera à l'interface avec Jean-François Dufrèche pour tester / valider / développer plus avant les progiciels. Dans un deuxième temps, à la NTU de Singapour et sous la co-direction du professor Alex Yan Qingyu (https://personal.ntu.edu.sg/alexyan/ ), il/elle utilisera la plateforme microfluidique dupliquée qui est actuellement assemblée, pour appliquer ces résultats au développement rapide d'un procédé d'extraction d'un métal critique issu du recyclage des composants électroniques des circuits imprimés (laboratoire commun SCARCE).
Résultats attendus : publications, progiciel propriétaire et brevets éventuels sur les nouveaux procédés développés.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master 2 ou Ecole d'ingénieur Procédé ou instrumentation
Demandeur
Disponibilité du poste
01/12/2025
Personne à contacter par le candidat
DUFRECHE Jean-François < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
Université Montpellier
ICSM - Laboratoire Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique
Institut de Chimie Séparative de Marcoule
Site de Marcoule - Bât. 426
BP 17171
30207 Bagnols sur Cèze
04-66-79-66-28
Tuteur / Responsable de thèse
Gabriel Jean-Christophe < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
0676043559
En savoir plus
https://iramis.cea.fr/pisp/jean-christophe-gabriel-2
https://iramis-devwp.extra.cea.fr/nimbe/licsen/materials-et-nanophases-group-structures-characterization-formulation-applications-and-recycling-processes-2/
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Mesure et modélisation de l'activité chimique des composant de milieux complexes en hydrométallurgie
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les procédés d'extraction modernes reposent sur l'utilisation optimale de fluides complexes dont la compréhension détaillée reste trop empirique. Pour y palier, de nouveaux progiciels de simulation multi-échelle sont développés, avec un des inconnues à l'échelle mésoscopique, où l'agrégation des molécules, les structures d'interfaces (etc.) n'y sont pas bien compris. L'activité chimique est ici clé, puisqu'elle contrôle les processus d'échange et de transfert. La connaitre permet de valider ces progiciels. Il faut donc pouvoir la mesurer et analyser de manière fiable pour chaque composant, notamment ceux volatils. Nous avons proposé de le faire par mesure de leurs pressions partielles. Une première version d'un appareil microfluidique a ainsi été développée et brevetée qui permet de mesurer simultanément par spectroscopie infrarouge dans un guide d'onde creux, les pressions partielles des composants volatils. Ce dispositif expérimental prototype a été validé sur des systèmes simples. L'objectif de cette thèse est de démontrer le potentiel applicatif de cet outil unique pour la simulation et le développement rapide de procédés, en s'intéressant à des cas concrets importants, à la fois du point de vue expérimental que de celui de la modélisation. Ce type d'études serait totalement inédit et permettrait de vérifier expérimentalement pour la première fois les prédictions de stabilité de fluides complexes.
L'étudiant(e) en thèse devra dans un premier temps faire une mise à jours de la brique microfluidique. Il/elle l'utilisera ensuite pour mesurer les activités chimiques des fluides complexes précités et travaillera à l'interface avec Jean-François Dufrèche pour tester / valider / développer plus avant les progiciels. Dans un deuxième temps, à la NTU de Singapour et sous la co-direction du professor Alex Yan Qingyu (https://personal.ntu.edu.sg/alexyan/ ), il/elle utilisera la plateforme microfluidique dupliquée qui est actuellement assemblée, pour appliquer ces résultats au développement rapide d'un procédé d'extraction d'un métal critique issu du recyclage des composants électroniques des circuits imprimés (laboratoire commun SCARCE).
Résultats attendus : publications, progiciel propriétaire et brevets éventuels sur les nouveaux procédés développés.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master 2 ou Ecole d'ingénieur Procédé ou instrumentation
Demandeur
Disponibilité du poste
01/12/2025
Personne à contacter par le candidat
DUFRECHE Jean-François < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
Université Montpellier
ICSM - Laboratoire Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique
Institut de Chimie Séparative de Marcoule
Site de Marcoule - Bât. 426
BP 17171
30207 Bagnols sur Cèze
04-66-79-66-28
Tuteur / Responsable de thèse
Gabriel Jean-Christophe < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
0676043559
En savoir plus
https://iramis.cea.fr/pisp/jean-christophe-gabriel-2
https://iramis-devwp.extra.cea.fr/nimbe/licsen/materials-et-nanophases-group-structures-characterization-formulation-applications-and-recycling-processes-2/
