Chimie physique

Les catalyseurs hétérogènes sont des matériaux qui rendent chimiquement possibles et économiquement viables d’innombrables procédés industriels au service de problématiques énergétiques et environnementales, comme par exemple la production de carburant et la qualité de l’air (véhicules, bâtiments). Leur mise en œuvre se confronte à deux enjeux scientifiques majeurs : (1) l’identification des propriétés chimiques, structurales et morphologiques d’un catalyseur optimal , (2) l’évolution de ces propriétés au cours du cycle de vie du catalyseur (synthèse, mise en forme, utilisation, recyclage)...

L’augmentation du niveau de CO2 dans l’atmosphère et le changement climatique qui en résulte constituent une préoccupation mondiale. Malgré cela, le recours aux combustibles fossiles continue de croître, en réponse à une forte demande énergétique. Associés aux solutions de stockage et de transformation du CO2, les procédés de combustion en boucle chimique (CLC) offrent une solution de moyen terme pour réduire l’impact de la production d’énergie à partir de combustibles fossiles, voire de biomasse...

Bien que le défi climatique rende urgent de limiter les émissions de CO2, certaines industries pourront difficilement s’en affranchir, comme les cimenteries ou les raffineries, qui sont à l’heure actuelle très énergivores. C’est pourquoi un intérêt fort réside dans des procédés capables de récupérer le CO2 directement émis en sortie d’usine (...), puis de le valoriser à un moindre coût énergétique. C’est dans ce contexte qu’IFPEN s’est engagé dans le développement d’une technologie...

Le transport de particules colloïdales dans des milieux poreux concerne de nombreux domaines, dont les géosciences et l'ingénierie environnementale. Or les interactions particule-matrice peuvent produire la formation et l'accumulation de dépôts, avec à la clé un risque d’endommagement du milieu et d’altération de sa perméabilité (...). A IFPEN, le problème a été étudié à l’origine pour la production des hydrocarbures et concerne aujourd’hui d’autres contextes applicatifs : la géothermie et le stockage géologique du CO2...

La conception de matériaux poreux performants est un enjeu majeur pour l’efficience énergétique des procédés industriels : en catalyse, biocatalyse ou encore pour les opérations de séparation et de purification. Pour de telles applications, ces matériaux tirent leurs propriétés d’intérêt de leur microstructure particulière, comportant une grande quantité d’espaces vides organisés et connectés à l’échelle du nanomètre. IFPEN et Saint Gobain Research Provence (SGRP) se sont associés afin de se doter d’un outil facilitant à terme la mise au point de matériaux poreux optimisés en fonction d’usages donnés.