Doctorat en chimie physique : CONCEPTION DE SOLVANTS EUTECTIQUES PROFONDES POUR AMÉLIORER L’EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE DES PROCÉDÉS

Réduire la consommation d’énergie signifie utiliser les ressources plus efficacement et améliorer l’efficacité énergétique. Une façon d’atteindre cet objectif consiste à récupérer et à réutiliser la chaleur résiduelle pour réduire les coûts d’exploitation et l’empreinte environnementale des processus industriels. Pour récupérer cette chaleur perdue à basse température (<100°C), des machines à absorption peuvent être utilisées. Il s’agit soit de transformateurs thermiques à absorption (AHT) pour générer de la chaleur à une température plus élevée, soit de cycles de réfrigération à absorption (ARC) pour produire du froid.

Les fluides de travail actuellement utilisés dans ces machines à absorption sont les systèmes eau/bromure de lithium et ammoniac/eau. Cependant, ils ne sont pas technologiquement pleinement opérationnels et présentent des risques sanitaires et environnementaux. Il est donc essentiel de rechercher des fluides alternatifs, conformes aux réglementations environnementales et à la sécurité des systèmes, et économes en énergie. L’utilisation de solvants eutectiques profonds (DES) comme absorbants est une alternative possible aux absorbants actuellement utilisés. Un DES est un mélange de plusieurs composants caractérisé par un point de fusion considérablement inférieur à ceux des composants individuels. Certains de ces solvants sont peu coûteux, non toxiques, biosourcés et même biodégradables. Ces nouvelles formulations présentent donc un intérêt potentiel pour le développement de procédés innovants de chimie verte.
Une connaissance détaillée des propriétés thermodynamiques de ces fluides de travail (équilibre des phases, enthalpie, capacité thermique) est cruciale pour concevoir et optimiser l’efficacité énergétique des systèmes thermodynamiques dans lesquels ils interviennent. Dans la littérature, il existe encore peu d’évaluations des performances des cycles d’absorption utilisant des fluides de travail contenant ces nouveaux systèmes.
Au cours de sa thèse de doctorat, l’étudiant se concentrera dans un premier temps sur la recherche de nouveaux mélanges eutectiques aux propriétés adaptées aux applications des machines thermiques. Ensuite, la caractérisation thermodynamique de ces systèmes sera entreprise, incluant les équilibres de phases ainsi que les propriétés énergétiques telles que la détermination des enthalpies et des capacités thermiques. Enfin, l’estimation des paramètres des modèles thermodynamiques permettra la simulation du cycle d’absorption et la détermination des paramètres de fonctionnement.