Projet ANR-12-RMNP-0003 – MATEX : Matériaux pour l'Extraction Liquide-Liquide
Programme : Matériaux et Procédés pour des Produits Performants (MATETPRO)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur ANQUETIL Jérôme (Technologies Avancées et Membranes Industrielles)
Partenaires : Département d'Exploitation des Installations Nucléaires de Marcoule; Matériaux Divisés, Interfaces, Réactivité, Électrochimie; Laboratoire de Mécanique, Modélisation et Procédés Propres; PME; PME
Montant : 1068219.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : Matériaux pour l'extraction liquide-liquideLe but principal de ce projet est d’appréhender les mécanismes fondamentaux régissant le fonctionnement d’une technologie prometteuse basée sur l’utilisation d’un nouvel équipement appelé pour la mise en œuvre de l’extraction liquide/liquide par solvant.
La notion de développement durable constitue un élément incontournable pour l’essor des sociétés industrielles.Dans ce contexte, l’économie et le recyclage des matières « critiques » (métaux rares en particulier, mais aussi autres métaux pour l’électronique, pour les alliages hautes performances, l’uranium pour l’énergie nucléaire, …) représente un enjeu majeur et stratégique.
Matériaux - Essais en pertraction - Modélisations multi-échellesApproche «matériau« dans un premier temps pour la maîtrise de la position de l'interface.
Résumé de la soumission : Le but principal de ce projet est d’appréhender les mécanismes fondamentaux régissant le fonctionnement d’une technologie prometteuse basée sur l’utilisation d’un nouvel équipement appelé « contacteur membranaire » pour la mise en œuvre de l’extraction liquide/liquide par solvant. Cette technologie favorise sans mélange le contact entre deux liquides par l’intermédiaire des pores de la membrane laquelle n’a plus ici le rôle de "filtre" mais celui de stabilisateur des différentes phases mises en contact. Elle est actuellement plus connue sous le nom de pertraction (PERméation-exTRACTION). Le grand intérêt de cette technologie pour un producteur de membranes ainsi que pour un fabricant de systèmes repose dans le degré d’innovation scientifique et technique qu’elle requière (cette ANR) et dans l’opportunité de développement et de croissance  qui en découle.Grâce aux résultats issus du présent projet et aux connaissances acquises, il sera possible d’optimiser le fonctionnement de cette technologie par une sélection pertinente du couple contacteur/procédé pour des applications industrielles viables, se comparant très favorablement aux autres techniques existantes. L’extraction liquide/liquide est l’une des opérations essentielles des procédés hydrométallurgiques destinés à la récupération de matières nobles dans un objectif de valorisation industrielle. Elle est particulièrement appropriée aux domaines du traitement des minerais, du recyclage de matériaux, du retraitement de combustibles nucléaires, de l’agroalimentaire, de l’extraction d'arômes en parfumerie, de la pharmacie (extraction d'antibiotiques), de l'épuration ou de la récupération sélective de composés métalliques et organiques contenus dans les effluents. L’extraction liquide-liquide consiste à utiliser les propriétés extractantes d’un solvant vis-à-vis de molécules et/ou d’éléments chimiques divers dissous dans une phase aqueuse non miscible avec ce solvant. Pour réaliser le transfert de matière d’une phase à l’autre, il faut disposer d’une aire interfaciale d’échange suffisamment importante.La pertraction consistant à faire diffuser le soluté d’une phase vers l’autre (par exemple de la phase aqueuse vers la phase organique en extraction), à travers les pores d'une membrane, constitue une solution alternative aux contacteurs plus classiques dont le principe repose sur l’émulsion/décantation. Elle présente de nombreux avantages, en particulier celui de permettre la mise en œuvre d’extractants fortement concentrés pour une récupération sélective d’un soluté ou d’un polluant ciblé. C’est l’intérêt de cette nouvelle technologie qui a incité la société SIVA à participer à ce programme ANR afin de l’introduire dans sa gamme actuelle de fabrication de procédés.Le projet MATEX a donc les objectifs principaux suivants :• Etablir l’influence des propriétés physico-chimiques du couple contacteur/solvant (taille des pores, mouillabilité, réactivité de surface, propriétés électriques…) sur les performances d’une opération d’extraction liquide-liquide,• Développer une méthode de mesure fiable et non destructive pour caractériser le matériau poreux dans des conditions réalistes d’utilisation,• Evaluer l’aptitude de différents matériaux à répondre aux exigences d’opérations d’extraction liquide-liquide données et concevoir des matériaux optimisés eu égard aux  exigences du procédé,• Proposer des solutions industrielles extrapolées à partir des résultats des essais à l’échelle laboratoire, par le biais de modélisations idoines.Pour mener à bien cette étude, trois laboratoires de recherche (MADIREL, CEA et M2P2) et deux industriels (TAMI-Industries et SIVA) se sont associés. Les recherches menées dans les trois laboratoires (caractérisations et mesures des propriétés de transfert, modélisations complémentaires microscopique et macroscopique) sont de nature à supprimer les verrous qui limitent actuellement l’utilisation industrielle de la technologie.
Résultats : Pas encore.
Perspectives : Le projet a démarré le 01/01/2013
Publications et brevets : Néant