POST DOCTORANT : Conception de nouveaux outils microfluidiques pour les procédés chimiques d’extraction liquide-liquide
Ce projet s'inscrit dans le cadre des études des procédés de recyclage et de séparation par extraction liquide-liquide menées par le CEA.Les domaines d'application potentiellement concernés sont multiples et touchent toutes les énergies bas carbone : de l'énergie nucléaire (traitement des combustibles usés) aux énergies renouvelables (recyclage des aimants permanents, des batteries Li-ion...).
Dans ce cadre, le contrat post doctoral viseà développer un contacteur liquide-liquide miniature, dans lequel un écoulement à contre-courant est obtenu de manière simple (sans besoin de multiples équipements auxiliaires).
Le CEA a apporté une réponse convaincante à l’extraction liquide-liquide à contre-courant à des échelles submillimétriques et adaptée à l’intégration dans un microsystème, reposant sur des principes physico-chimiques originaux. L’objectif dupost-doctorat sera de développer des microsystèmes basés sur cette approche innovante dans un environnement non-radiologique. De façon plus détaillée, il s’agira :
• d'évaluer à l'échelle du laboratoire les différentes briques technologiques mises en œuvre et les appliquer à l’extraction continue de systèmes chimiques connus dans le recyclage des métaux,
• d'optimiser le procédé pour une utilisation performante et simple à faible coût,
• d'évaluer le potentiel d’intensification (up-scaling) et de transposition (out-scaling) vers des procédés plus intensifs.
Ainsi, il sera d’abord proposé d’étudier en détail le fonctionnement d’un dispositif millifluidique existant selon 2 aspects : le comportement hydrodynamique et l’échange de matière entre deux phases utilisées pour la séparation de métaux stratégiques. Le procédé sera ensuitesimplifié en réduisant le nombre d’appareils et en facilitant son pilotage en visant un montage fiable, facile à utiliser et à faible coût.
Enfin, son intensification et transposition pour des applications à plus forts débits seront étudiées tout en maintenant les performances acquises par la miniaturisation.
Ces travaux entrent dans le cadre du Programme d’Investissement d’Avenir «Mirage» (Outils Micro fluidiques pour une R&D Accélérée sur les procédés de recyclage), auquel participe également un fabricant d’extracteurs liquide-liquide de laboratoire et industriels (Rousselet Centrifugation). Les travaux expérimentaux prévus dans ce post doctorat seront réalisés à l’Institut des Sciences et technologies pour une Economie Circulaire des énergies bas carbone (ISEC) implanté sur le centre du CEA Marcoule.
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