Brevet FR3156334A1 — publié le 20250613

La présente invention concerne un catalyseur comprenant du tantale et une matrice à base de silice, le catalyseur présentant une teneur en tantale entre 0,1 et 30% poids par rapport au poids de la matrice à base de silice et présentant une teneur en acidité de Lewis supérieure ou égale à 1000 ua/g Ta , la teneur en acidité de Lewis étant déterminée par spectroscopie infrarouge (FTIR) après adsorption et thermodésorption consécutive de pyridine. La présente invention concerne également l’utilisation dudit catalyseur pour convertir une charge comprenant de l’éthanol en butadiène. Catalyseur à base de tantale et de silice pour la conversion d’une charge comprenant de l’éthanol en butadiène La présente invention porte sur un catalyseur hétérogène pour convertir de manière optimale une charge comprenant de l’éthanol en 1,3-butadiène (pouvant aussi être désigné dans la présente description par butadiène). Plus particulièrement, la présente invention concerne un catalyseur comprenant l’élément tantale et un support (ou matrice) à base de silice, présentant des performances catalytiques optimales lors de la conversion en butadiène d’une charge comprenant de l’éthanol et de préférence un mélange d’éthanol et d’acétaldéhyde, et en particulier une sélectivité en butadiène et une productivité en butadiène optimisées. Le butadiène est largement utilisé dans l'industrie chimique notamment en tant que réactif pour la production de polymères. Actuellement, le butadiène est presque entièrement produit à partir d’unités de vapocraquage dont il constitue un sous-produit valorisable. La fluctuation du prix du pétrole et la demande toujours plus importante de cet intermédiaire chimique ont rendu son prix très volatil, ce qui incite à une diversification des moyens d’approvisionnement. Il est ainsi bien connu de l'homme du métier que le 1,3-butadiène peut être produit à partir d'éthanol. Deux procédés ont été industrialisés à grande échelle notamment dans les années 1940-1950 : le "S. K. Process" et le "Carbide Process". Dans le "S. K. Process", le 1,3-butadiène est produit à partir d'éthanol en une étape, alors que dans le "Carbide Process", le 1,3-butadiène est produit en deux étapes : de l'éthanol est tout d'abord converti en acétaldéhyde, puis un mélange éthanol-acétaldéhyde est converti en 1,3-butadiène. La principale distinction entre les catalyseurs mis en jeu dans ces procédés est que l’un (SK Process) est capable de déshydrogéner l’éthanol en acétaldéhyde tout en produisant du butadiène à partir du mélange ainsi formé alors que l’autre ne l’est pas d’où la nécessité d’une première étape de déshydrogénation sur un catalyseur spécifique. Les éléments chimiques constitutifs du catalyseur les plus efficaces pour cette méthode de production du butadiène sont le magnésium, le tantale, le zirconium, le hafnium, avec des sélectivités en butadiène situées entre 50 et 69%, le niobium étant considéré comme un élément peu attractif avec des sélectivités inférieures à 40% (cf. B.B. Corson, at al. Butadiene form Ethyl Alcohol. Catalysis in the One- and Two-Step Processes. Industrial And Engineering Chemistry. 1950, 42 (2), 359-373). Quel que soit le procédé (une ou deux étapes), le bilan global de la réaction principale s'écrit comme suit : 2 CH 3 CH 2 OH ⇌ CH 2 CHCHCH 2 + H 2 + 2 H 2 O Derrière ce bilan global se cachent de nombreuses réactions chimiques comprenant une réaction de déshydrogénation permettant de générer de l’acétaldéhyde (I), une réaction d’aldolisation/crotonisation de l’acétaldéhyde en crotonaldéhyde (II), une réaction de Merwein-Pondorff-Verley (MPV) entre l’éthanol et le crotonaldéhyde (III) et finalement une étape de déshydratation de l’alcool crotylique en butadiène (IV). I : CH 3 CH 2 OH ⇌ CH 3 CHO + H 2 II : 2 CH 3 CHO ⇌ CH 3 CHCH-CHO + H 2 O III : CH 3 CHCH-CHO + CH 3 CH 2 OH ⇌ CH 3 CHCH-CH 2 OH + CH 3 CHO IV : CH 3 CHCH-CH 2 OH ⇌ CH 2 CHCHCH 2 + H 2 O Cette multiplicité de réactions chimiques est à l’origine de nombreux sous-produits si l’enchainement des étapes ne se fait pas dans l’ordre précisé ci-dessus, avec notamment la présence de réactions de déshydratation et de condensation secondaires. De plus, d’autres réactions peuvent se produire (comme l’isomérisation, la cyclisation, la réaction de Diels et Alder) augmentant encore le nombre de sous-produits. Ainsi, suivant la nature du catalyseur mis en œuvre pour la transformation de l'éthanol (ou du mélange éthanol-acétaldéhyde) en 1,3-butadiène, la répartition desdits sous-produits peut fortement évoluer. Par exemple, l’ajout d’un élément acide et en particulier d’un élément acide de Brønsted fera augmenter la production de produits de déshydratation (par exemple l’éthylène ou le diéthyléther) tandis que l’ajout d’un élément basique favorisera la formation de produits de condensation multiples (par exemple les hexènes ou les hexadiènes). Par conséquence, quel que soit le procédé (une ou deux étapes), la sélectivité et la productivité de la transformation d’une charge comprenant de l'éthanol en 1,3-butadiène sont modérées. Or, en raison du prix relativement élevé de la matière première, l’étude économique du procédé montre que l’efficacité de la transformation de la charge constitue un levier important pour assurer sa viabilité. De nombreux efforts ont donc été déployés pour maximiser les performances catalytiques et en particulier la sélectivité en butadiène et la productivité carbone des catalyseurs de conversion de l'éthanol (ou du mélange éthanol-acétaldéhyde) en 1,3-butadiène. En particulier, lors du développement du procédé de production de butadiène à partir d’un mélange éthanol/acétaldéhyde (procédé en deux étapes) dans les années 1940-1950, le meilleur catalyseur trouvé a été un oxyde de tantale déposé sur une silice amorphe (Ind. Eng. Chem., 1949, 41, p 1012-1017). La sélectivité en butadiène était de 69% pour une conversion initiale de la charge de 34%. Il a également été montré que l’emploi de ce même catalyseur dans une unité industrielle "Carbide" conduisait à la formation des impuretés (sous-produits) majoritaires suivantes : diéthyléther (23% poids des impuretés), éthylène (11% poids des impuretés), hexènes, hexadiènes (11% poids des impuretés), etc. (W. J. Toussaint, J. T. Dunn, D. R. Jackson, Industrial and Engineering Chemistry, 1947, 39 (2), p 120-125). Malgré la présence de sous-produits, leur formation est limitée par les propriétés d’acido-basicité relativement faibles de l’élément tantale. Ce dernier permet également de catalyser très efficacement les réactions II, III et IV. Diverses études ont alors été réalisées pour optimiser l’efficacité du tantale et/ou substituer cet élément. Le brevet US2421361 décrit, par exemple, un procédé pour la préparation de butadiène qui comprend la transformation d’un aldéhyde mono-oléfinique acyclique (crotonaldéhyde ou acétaldéhyde) et d’un alcool monohydroxylé (éthanol) sur un catalyseur du groupe de l'oxyde de zirconium, l’oxyde de tantale, l'oxyde de niobium et l’une des combinaisons de ces oxydes avec de la silice. Cependant, d’après les exemples fournis, l’oxyde de tantale utilisé seul reste le meilleur catalyseur pour convertir le mélange spécifique éthanol/acétaldéhyde. D’après Ind. Eng. Chem., 1950, 42 (2), p 359–373, les meilleures associations pour la transformation du mélange éthanol/acétaldéhyde sont : Ta-Cu, Ta-Zr, Zr-Nb, Zr-Ti et Zr-Th déposés sur un support silicique (brevets US2374433, US2436125, US2438464, US2357855, US2447181). Des études ont aussi porté sur l’amélioration du support silicique et/ou sur l’optimisation du procédé de préparation des catalyseurs hétérogènes en particulier à base de tantale et de silice. Par exemple, la demande WO2014/061917 décrit un catalyseur à base de tantale et d’un support silicique caractérisé par des mésopores de taille et de morphologie uniformes et répartis de façon périodique au sein du matériau (silice dite mésostructurée). La demande WO2017/009107 divulgue, quant à elle, un catalyseur comprenant l’élément tantale et une matrice oxyde mésoporeuse à base de silice ayant subi un lavage acide. Plus récemment, la demande WO2022/165190 décrit un procédé de préparation d’un catalyseur à base de tantale et de silice, présentant une répartition contrôlée du tantale dans les particules de silice, par dépôt en voie organique d’un précurseur de tantale spécifique, de préférence choisi parmi un éthanoate de tantale, en particulier le tétra-éthanoate 2,4- pentanedionate de tantale ou le pentaéthanoate de tantale éventuellement combiné avec l’acétylacétone. Il existe toujours un besoin d’améliorer les performances catalytiques d’un catalyseur comprenant l’élément tantale et un support silicique. Ainsi, la présente invention a pour objectif de proposer un catalyseur hétérogène à base de tantale et de silice, pour convertir une charge comprenant de l’éthanol en butadiène (ou 1,3 butadiène), et présentant des performances catalytiques optimisées, en particulier une sélectivité et une productivité en butadiène optimisées. La présente invention concerne ainsi un catalyseur comprenant du tantale et une matrice à base de silice, le catalyseur présentant une teneur pondérale en tantale comprise entre 0,1 et 30% poids par rapport au poids de la matrice à base de silice, le catalyseur présentant une teneur en acidité de Lewis [LAS] supérieure ou égale à 1000 ua/g Ta , la teneur en acidité de Lewis [LAS] étant déterminée par intégration de l’aire A 1612 sous un spectre IR, sur la gamme des nombres d’onde entre 1622 et 1593 cm -1 , le spectre IR étant obtenu pour un échantillon dudit catalyseur, réduit en poudre puis mis en forme de pastille, par spectroscopie infrarouge (FTIR) après adsorption et thermodésorption consécutive de pyridine à 150°C, et en utilisant le calcul suivant : où S correspond à la surface de la pastille de l’échantillon (en cm 2 ) et [Ta] à la teneur pondérale en tantale du catalyseur par unité de poids dudit catalyseur. De manière surprenante, un catalyseur selon l’invention, à base de tantale et d’une matrice silicique, et ayant une telle quantité de sites acides par unité pondérale d’élément tantale, présente des performances catalytiques optimisées lors de la conversion d’une charge comprenant de l’éthanol en 1,3-butadiène, et notamment en termes de sélectivité et de productivité en butadiène. Ainsi, un catalyseur selon l’invention, utilisé pour convertir une charge comprenant de l’éthanol, en particulier une charge éthanol-acétaldéhyde (notamment à un ratio molaire éthanol/acétaldéhyde de 2,6), en 1,3-butadiène, en particulier à une température réactionnelle de 350°C et 0,15 MPa, permet d’atteindre une sélectivité en butadiène élevée, en particulier supérieure ou égale à 70 %, de préférence supérieure ou égale à 72 %, pour une conversion de la charge de 40% poids, et une productivité en butadiène satisfaisante, en particulier supérieure ou égale à 30 g/gTa/h (g/gTa/h signifiant : gramme de butadiène produit par gramme de tantale contenu dans le catalyseur utilisé pour convertir ladite charge, par heure), de préférence supérieure ou égale à 32 g/gTa/h, pour une vitesse pondérale horaire de la charge de 250 g/gTa/h (la vitesse pondérale horaire ou pph étant exprimée en poids de charge par unité de poids de tantale contenu dans le catalyseur utilisé pour convertir ladite charge, et par heure). La présente invention concerne également l’utilisation du catalyseur selon l’invention pour convertir une charge comprenant de l’éthanol en butadiène, à une température comprise entre 250 et 450°C, à une pression comprise entre 0,05 et 2,00 MPa. Selon l’invention, les expressions « compris entre … et … » et « entre …. et … » sont équivalentes et signifient que les valeurs limites de l’intervalle sont incluses dans la gamme de valeurs décrite. Si tel n’est pas le cas et que les valeurs limites ne sont pas incluses dans la gamme décrite, une telle précision sera apportée par la présente description. Selon l’invention, les différentes plages de paramètres pour une étape donnée peuvent être utilisées seules ou en combinaison. Par exemple, une plage de valeurs préférées de teneur en tantale peut être combinée avec une plage de valeurs de teneur en silice plus préférées. Dans la suite de la description, des modes de réalisation particuliers de l’invention sont décrits. Selon l’invention, ils peuvent être mis en œuvre séparément ou combinés entre eux, sans limitation de combinaisons lorsque c’est techniquement réalisable. Dans la suite de la description, les pressions sont des pressions absolues et sont données en MPa absolus (ou MPa abs.). Dans la suite de la description, les temps et durées sont exprimés en heures (h), en minutes (min) et/ou en secondes (sec). Selon l’invention, les termes « catalyseur », « catalyseur hétérogène » et « catalyseur supporté » sont utilisés indifféremment et désigne tout type de catalyseur qui comprend l’élément tantale et un support et en particulier une matrice à base de silice. Dans la présente description, les termes « matrice » et « support » sont utilisés indifféremment pour désigner le support solide du catalyseur. Dans le catalyseur selon l’invention, le support est à base de silice. Dans la présente description, les termes « 1,3-butadiène » et « butadiène » sont utilisés indifféremment et désigne un des isomères du butadiène (composé hydrocarboné à quatre atomes de carbone et présentant deux doubles liaisons), comprenant une double liaison entre le carbone 1 et le carbone 2 et une deuxième double liaison entre le carbone 3 et le carbone 4 l’isomère 1,3 du butadiène. Dans la présente description, le terme « productivité de butadiène » correspond à la productivité carbone de butadiène (qui s’exprime généralement en % poids/poids par heure) d’une unité de conversion d’une charge comprenant de l’éthanol en 1,3-butadiène, et correspond en particulier au débit massique de butadiène (en g/h), mesuré en sortie d’unité ou de réacteur, par unité de masse d’élément Ta, pour une pph de la charge 250 g/gTa/h. Parallèlement, le terme « sélectivité en butadiène » (qui s’exprime en % poids/poids) est une sélectivité carbone et correspond au débit de butadiène mesuré en sortie d’unité ou de réacteur par rapport à la somme des débits des produits carbonés formés (l’éthanol et éventuellement l’acétaldéhyde non convertis ne sont pas pris en compte dans le calcul de la sélectivité). La présente invention concerne ainsi un catalyseur hétérogène, comprenant l’élément tantale et une matrice à base de silice, et présentant une acidité de Lewis avantageusement à une teneur ([LAS]) supérieure ou égale à 1000 ua/g Ta (unité arbitraire par gramme de tantale contenu dans le catalyseur), de préférence supérieure ou égale à 1100 ua/g Ta , et de manière préférée à une teneur ([LAS]) en acidité de Lewis inférieure ou égale à 1900 ua/g Ta , de manière très préférée inférieure ou égale à 1800 ua/g Ta . Très avantageusement, le catalyseur présente une teneur en acidité de Brønsted faible, c’est-à-dire inférieure à la teneur en acidité de Lewis. En particulier, le catalyseur présente une teneur relative en acidité de Lewis (%LAS) correspondant au ratio entre la teneur en acidité de Lewis par rapport à la teneur en acidité totale du catalyseur (c’est-à-dire au nombre total de sites acides, soit la somme des sites acide de Lewis et acide de Brønsted), supérieure ou égale à 90%, de préférence supérieure ou égale à 92%. L’acidité, en particulier de Lewis et de Brønsted, des catalyseurs est déterminée par une méthode d’analyse indirecte et plus particulièrement par spectroscopie infrarouge (FTIR) après adsorption et thermodésorption consécutive de pyridine. Cette méthode est conventionnellement utilisée pour caractériser les solides acides telles que les zéolithes comme décrit dans l’article Zholobenko et al., Journal of Catalysis, 385, 52 (2020). Avant analyse, le catalyseur est broyé sous forme de poudre puis la poudre de catalyseur est compactée sous la forme d’une pastille de préférence de 13 mm ou 16 mm de diamètre, en particulier 13 mm. La pastille est ensuite activée in situ dans le four de la cellule infrarouge (IR) sous vide secondaire (en particulier à une pression inférieure à 10 -5 mbar) à 450°C pendant 10 heures puis la température est réduite jusqu’à atteindre 150°C. Un excès de pyridine en phase gazeuse est introduit dans la cellule IR de sorte à avoir une pression partielle en pyridine supérieure à 1 mbar, et mis en contact avec la pastille pendant 10 minutes (phase d’adsorption). Une phase de thermodésorption est ensuite réalisée à 150°C pendant 2 heures. . La phase d’adsorption permet de faire réagir la pyridine avec les sites acides de l’échantillon, tandis que l’étape de thermodésorption permet d’éliminer les molécules de pyridine physisorbées (c’est-à-dire les molécules de pyridine qui n’ont pas réagi avec les sites acides, autrement dit qui n’ont pas de liaisons chimiques avec les sites acides du catalyseur analysé) pour ne conserver que les molécules de pyridine chimisorbées. Après cette phase de thermodésorption, l’échantillon est analysé par spectroscopie infrarouge (FTIR pour Fourier Transform Infra Red spectroscopy selon le terme anglosaxon) en transmission pour obtenir un spectre IR de l’échantillon ; ledit spectre IR correspond au ‘spectre thermodésorbé' de l’échantillon. Les teneurs en acidités de Lewis et de Brønsted, qui sont fonction des concentrations des sites acides respectivement de Lewis ([LAS]) et de Brønsted ([BAS]), de l’échantillon sont déterminées en utilisant le spectre thermodésorbé. Pour la teneur en acidité de Lewis ([LAS]), l’aire de la contribution centrée à 1612 cm -1 +/- 4 cm -1 , correspondant au mode υ8a de la pyridine coordinée sur un site acide de Lewis de surface du catalyseur, est préférée à l’aire de la contribution centrée à 1450 cm -1 +/- 4 cm -1 qui correspond au mode υ19b de la pyridine protonée car le mode u19b de la pyridine protonée peut être impacté par la présence résiduelle de pyridine en liaison hydrogène. Ainsi, la teneur en acidité de Lewis ([LAS]) de l’échantillon, c’est-à-dire du catalyseur analysé, est déterminée par intégration de l’aire du signal A 1612 , c’est-à-dire de l’aire sous le spectre IR, sur la gamme des nombres d’onde entre 1622 et 1593 cm - 1 , puis en utilisant le calcul suivant : avec [LAS] : la teneur en acidité de Lewis de l’échantillon analysé (c’est-à-dire du catalyseur), exprimée en unité arbitraire par gramme de tantale contenu dans le catalyseur (ua/g Ta ), l’unité arbitraire étant ici proportionnelle au nombre de moles de sites acide de Lewis de l’échantillon analysé (c’est-à-dire du catalyseur), A 1612 : absorbance de la contribution centrée à 1612 cm -1 , exprimé en cm -1 par gramme de catalyseur (c’est-à-dire par gramme d’échantillon analysé), et déterminée par intégration de l’aire du signal, c’est-à-dire de l’aire sous le spectre IR, sur la gamme des nombres d’onde entre 1622 et 1593 cm -1 , S : la surface de la pastille de l’échantillon analysée en transmission (en cm 2 ), c’est-à-dire pour une pastille de 1,3 cm (i.e. 13 mm) de diamètre S = π x (1,3/2)², [Ta] : la teneur pondérale en tantale du catalyseur par unité de poids dudit catalyseur (par exemple une teneur de 3% poids de tantale d’un catalyseur correspond à 0,03 g de tantale par unité de poids, c’est-à-dire par gramme de catalyseur). Concernant la teneur en acidité de Brønsted ([BAS]), l’aire de la contribution centrée à 1545 cm -1 +/- 4 cm - 1 correspondant au mode υ19b de la pyridine protonée sur un site acide de Brønsted de surface du catalyseur est utilisée. Ainsi, la teneur en acidité de Brønsted ([BAS]) de l’échantillon, c’est-à-dire du catalyseur analysé, est déterminée par intégration de l’aire du signal A 1545 centré à 1545 cm -1 +/- 4 cm -1 , c’est-à-dire de l’aire sous le spectre IR, sur la gamme des nombres d’onde entre 1555 et 1532 cm -1 , puis en utilisant le calcul suivant : avec [BAS] : la teneur en acidité de Brønsted de l’échantillon analysé (c’est-à-dire du catalyseur), exprimée en unité arbitraire par gramme de tantale contenu dans le catalyseur (ua/g Ta ), l’unité arbitraire étant ici proportionnelle au nombre de moles de sites acide de Brønsted de l’échantillon analysé (c’est-à-dire du catalyseur), A 1545 : absorbance de la contribution centrée à 1545 cm -1 , exprimé en cm -1 par gramme de catalyseur (c’est-à-dire par gramme d’échantillon analysé), et déterminée par intégration de l’aire du signal, c’est-à-dire de l’aire sous le spectre IR, sur la gamme des nombres d’onde entre 1555 et 1532 cm -1 , S : la surface de la pastille de l’échantillon analysée en transmission (en cm 2 ), c’est-à-dire pour une pastille de 1,3 cm (i.e. 13 mm) de diamètre S = π x (1,3/2)², [Ta] : teneur pondérale en tantale du catalyseur par unité de poids dudit catalyseur (par exemple une teneur de 3% poids de tantale d’un catalyseur correspond à 0,03 g de tantale par unité de poids, c’est-à-dire par gramme de catalyseur). La teneur relative en acidité de Lewis du catalyseur (%LAS), c’est-à-dire le ratio entre la teneur en acidité de Lewis par rapport à l’acidité totale du catalyseur (c’est-à-dire au nombre total de sites acides, soit la somme des sites acide de Lewis et acide de Brønsted), peut alors être calculée de la façon suivante : %LAS = 100 x [LAS] / ([LAS]+[BAS]) avec [LAS] : la teneur en acidité de Lewis de l’échantillon analysé (c’est-à-dire du catalyseur), exprimée en unité arbitraire par gramme de tantale contenu dans le catalyseur (ua/g Ta ), déterminée comme détaillé ci-dessus, et [BAS] : la teneur en acidité de Brønsted de l’échantillon analysé (c’est-à-dire du catalyseur), exprimée en unité arbitraire par gramme de tantale contenu dans le catalyseur (ua/g Ta ), déterminée comme détaillé ci-dessus. Avantageusement, le catalyseur selon l’invention comprend du tantale à une teneur pondérale comprise entre 0,1 et 30% poids, de préférence entre 0,3 et 10% poids, de manière préférée entre 0,5 et 5% poids de l’élément tantale par rapport au poids de la matrice à base de silice. Le catalyseur peut éventuellement comprendre au moins un autre élément métallique, choisi parmi les éléments des groupes 3, 4, 5, 11 et 12 du tableau périodique (autres que tantale). De manière préférée, le catalyseur selon l’invention comprend uniquement l’élément tantale comme élément métallique. La matrice à base de silice du catalyseur selon l’invention présente une teneur pondérale en silice de préférence supérieure ou égale à 95% poids sec (c’est-à-dire entre 95% poids sec et 100% poids sec), préférentiellement supérieure ou égale à 98% poids sec (c’est-à-dire à partir de 98% poids sec jusqu’à 100% poids sec), de manière préférée supérieure ou égale à 99,5% poids sec (c’est-à-dire à partir de 9899,5% poids sec jusqu’à 100% poids sec) et de manière plus préférée supérieure ou égale à 99,9% poids sec (c’est-à-dire à partir de 99,9% poids sec jusqu’à 100% poids sec) de silice par rapport au poids total de la matrice à base de silice, sèche (c’est-à-dire sans eau, ou hors poids de l’eau éventuellement présent). Les teneurs en silice sont données ici en pourcentage du poids de silice (hors eau) par rapport au poids total de la matrice silicique sèche (c’est-à-dire hors poids de l’eau éventuellement présent dans la matrice). Avantageusement, la matrice à base de silice du catalyseur selon l’invention comprend des pores, en particulier des mésopores. De préférence, le catalyseur selon l’invention présente un diamètre moyen de pores supérieur ou égal à 4 nm, de manière préférée compris entre 4,5 et 50 nm et de manière encore plus préférée compris entre 4,5 et 20 nm. De manière préférée, le catalyseur selon l’invention présente un volume poreux supérieur ou égal à 0,47 ml/g, de préférence compris entre 0,47 et 1,8 ml/g, préférentiellement entre 0,58 et 1,5 ml/g, de manière préférée entre 0,8 et 1,5 ml/g. De préférence, le catalyseur selon l’invention présente une surface spécifique S BET supérieure ou égale à 100 m²/g, de préférence supérieure ou égale à 200 m²/g, préférentiellement supérieure ou égale à 250 m²/g, de manière préférée comprise entre 250 m²/g et 700 m²/g. Les paramètres texturaux précités sont déterminés par la technique d’analyse dite de « Volumétrie à l’azote » qui correspond à l'adsorption physique de molécules d'azote dans la porosité du matériau via une augmentation progressive de la pression à température constante. Selon l’invention, la surface spécifique du matériau testé, en particulier du catalyseur, correspond à la surface spécifique B.E.T. (S BET en m 2 /g) déterminée par adsorption d’azote conformément à la norme ASTM D 3663-78 établie à partir de la méthode BRUNAUER-EMMETT-TELLER décrite dans le périodique « The Journal of American Society », 1938, 60, 309. La distribution poreuse représentative d'une population de mésopores est déterminée par le modèle Barrett-Joyner-Halenda (BJH). L’isotherme d’adsorption - désorption d’azote selon le modèle BJH obtenue est décrite dans le périodique « The Journal of American Society », 1951, 73, 373, écrit par E. P. Barrett, L. G. Joyner et P. P. Halenda. Le volume poreux V est défini comme la valeur correspondant au volume observé pour la pression partielle P/P 0 max de l’isotherme d’adsorption d’azote - désorption d’azote. Le volume adsorption d’azote est le volume mesuré pour P/ P 0 max = 0,99, pression pour laquelle il est admis que l’azote a rempli tous les pores. Le diamètre des mésopores ϕ du matériau testé, en particulier du catalyseur, est déterminé par la formule 4000.V/S BET . Le catalyseur selon l’invention peut être sous forme de poudre ou bien mis en forme, en particulier sous forme de poudre pastillée, concassée et tamisée, de billes, de pastilles, de granulés, ou d'extrudés (cylindres creux ou non, cylindres multilobés à 2, 3, 4 ou 5 lobes par exemple, cylindres torsadés), ou d'anneaux, etc. Par exemple, le catalyseur est sous forme de billes ou d’extrudés éventuellement sphéronisés, de préférence de taille comprise entre 0,5 et 10 mm, préférentiellement entre 1,0 et 5 mm. Ainsi, outre l’élément tantale et la matrice à base de silice, le catalyseur selon l’invention peut comprendre au moins un matériau oxyde poreux, avantageusement inerte au regard de la réaction de conversion en butadiène d’une charge comprenant de l’éthanol, et ayant le rôle de liant de façon à aider à la mise en forme et à générer les propriétés physiques adéquates du catalyseur (résistance mécanique, résistance à l’attrition, etc.). Le matériau oxyde poreux, qui a le rôle de liant, peut être choisi dans le groupe formé par la silice, la magnésie, les argiles (telles que la kaolinite, l’antigorite, la chrysotile, la montmorillonnite, la beidellite, la vermiculite, le talc, l’hectorite, la saponite, la laponite), l’oxyde de titane, les titanates (par exemple les titanates de zinc, nickel, cobalt), l’oxyde de lanthane, l’oxyde de cérium, les phosphates de bore et leurs mélanges, et préférentiellement parmi la silice et l’oxyde de titane. De façon très préférée, le liant utilisé est de nature silicique, et de préférence à une teneur comprise entre 5 à 60% poids, et de manière préférée entre 10 et 30% poids de liant par rapport au poids total du catalyseur. Le catalyseur selon l’invention peut de préférence être : - un catalyseur frais, c’est-à-dire un catalyseur qui a été préparé mais n’a pas encore été utilisé dans une unité ou un réacteur catalytique, ou - un catalyseur ré-activé, c’est-à-dire un catalyseur usé (c’est-à-dire un catalyseur qui a été utilisé dans une section réactionnelle de conversion d’une charge comprenant de l’éthanol en butadiène) et qui a subi un procédé de ré-activation (régénération par brûlage du coke, en particulier en présence d’oxygène, et/ou réjuvénation à l’aide d’un composé de réactivation éventuellement accompagné d’un ajout d’élément tantale, ledit composé de réactivation étant par exemple un hydroxyacide, un cétoacide, un polyacide acide, un de leurs esters, ou leurs mélanges, ou bien encore un acide monofonctionel, une hydroxycétone ou une dicétone) de manière à pouvoir récupérer au moins en partie ses performances catalytiques. Eventuellement, le catalyseur peut être : - un catalyseur usé, c’est-à-dire un catalyseur qui a été utilisé dans une section réactionnelle de conversion d’une charge comprenant de l’éthanol en butadiène, - un catalyseur vieilli, c’est-à-dire un catalyseur qui a subi un traitement, par exemple un traitement thermique en particulier sous flux gazeux humide. Un tel catalyseur permet très avantageusement d’optimiser les performances catalytiques lors de la réaction de conversion d’une charge comprenant de l’éthanol en 1,3-butadiène, notamment en termes de sélectivité et de productivité en butadiène. Ainsi, un catalyseur selon l’invention, utilisé pour convertir en 1,3-butadiène une charge comprenant de l’éthanol, en particulier une charge éthanol-acétaldéhyde, permet d’atteindre une sélectivité en butadiène élevée, en particulier supérieure ou égale à 70%, de préférence supérieure ou égale à 72%, pour une conversion de la charge de 40% poids (la conversion étant une conversion pondérale de la charge et correspondant à la différence entre le débit pondérale de la charge en entrée et le débit pondérale de charge en sortie, par rapport au débit pondérale de la charge en entrée), et une productivité en butadiène satisfaisante, en particulier supérieure ou égale à 30 g/gTa/h, de préférence supérieure ou égale à 32 g/gTa/h, pour une vitesse pondérale horaire de la charge égale à 250 g/gTa/h (la vitesse pondérale horaire ou pph étant exprimée en poids de charge par unité de poids de tantale contenu dans le catalyseur utilisé, c’est-à-dire dans la quantité totale en poids de catalyseur utilisée, et par heure).. La présente invention concerne aussi l'utilisation du catalyseur selon l’invention, pour convertir en 1,3-butadiène une charge comprenant de l’éthanol, et selon un mode de réalisation particulier un mélange d’éthanol et d’acétaldéhyde. Les conditions opératoires pour la réaction de conversion sont de préférence une température comprise entre 250 et 450°C, de préférence entre 270°C et 380°C, préférentiellement entre 300 et 360°C, une pression comprise entre 0,05 et 2,00 MPa, de préférence entre 0,05 et 1,50 MPa, préférentiellement entre 0,08 et 1,00 MPa, et de préférence une vitesse spatiale comprise entre 0,2 et 10 h -1 , préférentiellement entre 0,5 et 5 h -1 et de manière préférée entre 1 et 4 h -1 . La vitesse spatiale est définie comme le rapport entre le débit massique de charge et la masse de catalyseur. Lorsque la charge comprend également de l’acétaldéhyde, le ratio molaire éthanol/acétaldéhyde est compris entre 1 et 5, de préférence entre 2 et 4. L’utilisation du catalyseur selon l’invention pour la conversion d’une charge comprenant de l’éthanol en butadiène se traduit alors par une optimisation de la sélectivité en butadiène et de la productivité carbone de butadiène. Les exemples qui suivent illustrent l'invention, en particulier des modes de réalisation particuliers de l’invention, sans en limiter la portée. Exemples Exemple 1 : Préparation de catalyseurs à base de tantale sur un support silicique Des catalyseurs sont préparés à 2,5 % ou 3% poids de tantale sur des billes de silice (appelé aussi support silicique), le pourcentage de tantale étant donné en poids d’élément tantale par rapport au poids des billes de silice. Pour chacun des catalyseurs, la méthode de préparation est la suivante : Avant imprégnation, le support silicique est séché en étuve à une température de 100°C ou 250°C pendant 2 heures. Un précurseur de tantale, le pentaéthanoate de tantale (Ta(OEt) 5 ) ou le tétraéthoxyacetylacetonate de tantale (Ta(AcAc)(OEt) 4 ), est introduit et dilué dans un volume de solvant V solvant , le solvant étant de l’éthanol, une solution éthanolique hydrochlorhydrique (éthanol comprenant HCl à 1,25 M, avec M pour Molaire, soit mol/l) ou un mélange éthanol/acide acétique 70/30 poids/poids. La solution organique est ensuite homogénéisée sous agitation. La solution organique obtenue est rapidement ajoutée au goutte à goutte et mélangée au support silicique jusqu'à observer une mouillabilité de la surface de ce dernier (imprégnation à sec). Le solide est alors placé dans une atmosphère saturée en éthanol durant 3 heures. Le solide est ensuite séché à 100°C durant 24 heures dans une étuve, puis calciné sous air à 550°C pendant 4 heures, pour obtenir un catalyseur. Les catalyseurs préparés, les paramètres de préparation et les caractéristiques texturales des catalyseurs, en particulier le diamètre moyen des pores Dp, le volume poreux Vp et la surface spécifique S BET , mesurés par la technique d’analyse dite de « Volumétrie à l’azote » comme décrit plus haut dans la description) sont présentés dans le Tableau 1. La teneur, ou pureté, de la matrice (ou support) en SiO 2 (hors l’élément Tantale) est déterminée par spectroscopie ICP (Inductively Coupled Plasma) via une détection multi-élémentaire ; elle est donnée en pourcentage poids de silice par rapport au poids total du support sec (c’est-à-dire hors eau). Catalyseur Teneur en Ta (% poids) séchage du support Précurseur de tantale Solvant Dp (nm) Vp (ml/g) S BET (m 2 /g) Teneur en SiO 2 du support (% poids sec) A 3% 100°C Ta(OEt) 5 éthanol 10,4 1,0 450 > 99,9% B 3% 100°C Ta(OEt) 5 éthanol / HCl (1,25 M) 10,4 1,0 450 > 99,9% C 3% 100°C Ta(OEt) 5 éthanol / acide acétique 70/30 pds/pds 10,4 1,0 450 > 99,9% D 3% 100°C Ta(AcAc)(OEt) 4 éthanol 10,4 1,1 450 > 99,9% E 2,5% 250°C Ta(OEt) 5 éthanol 10,4 1,0 450 > 99,9% F* 3% 250°C Ta(OEt) 5 éthanol 10,2 1,0 430 * : Le catalyseur F est préparé à partir d’un support silicique différent de celui utilisé pour préparer les catalyseurs A à E. Un catalyseur préparé comme le catalyseur D est utilisé pour convertir une charge contenant de l’éthanol et de l’acétaldéhyde, à un ratio molaire Ethanol/Acétaldéhyde de 2,6, en butadiène, à une température de 350°C et une pression de 0,15 MPa. Après plusieurs heures, l’alimentation en charge (et donc la réaction) est stoppée puis le catalyseur subi une étape de décokage par combustion controlée (phase de régénération). Le catalyseur récupéré est un catalyseur usé : catalyseur G.Une partie du catalyseur usé, catalyseur G, est ensuite réactivé, par mise en contact avec une solution de réjuvénation, à température ambiante et pression atmosphérique. La solution de réjuvénation comprend de l’acide lactique et du pentaéthanoate de tantale (Ta(OEt) 5 ) dans de l’éthanol, de sorte que la quantité d’acide lactique dans la solution de réjuvénation correspond à un ratio molaire entre l’acide lactique de la solution de réjuvénation et le tantale présent sur le catalyseur usé égal à 15, et la quantité de pentaéthanoate de tantale dans la solution de réjuvénation correspond à une teneur pondérale en tantale supplémentaire de 1% poids par rapport au poids de catalyseur usé. Le volume de solution de réjuvénation liquide utilisé est proportionnel au volume poreux du catalyseur usé et est ajouté au goutte à goutte au catalyseur usé, à température ambiante et pression atmosphérique, jusqu'à observer une mouillabilité de la surface de ce dernier (imprégnation à sec). Le solide est alors laissé à maturer durant 0,5 à 2 heures. Le solide est séché à 100°C puis subit enfin un traitement thermique à un débit de gaz de 2.5NL/h sous un flux d’air humide (20%vol) jusqu’à 250°C. Le catalyseur obtenu est le catalyseur H. Exemple 2 : Mesure de l’acidité des catalyseurs Préparation des échantillons et mesure IR L’acidité des catalyseurs préparés comme décrit dans l’Exemple 1 est mesurée par adsorption et thermodésorption consécutive de pyridine suivie par mesure par spectroscopie infrarouge (FTIR). Cette méthode est conventionnellement utilisée pour caractériser les solides acides telles que les zéolithes comme décrit dans le périodique Zholobenko et al, Journal of Catalysis, 385, 52 (2020). Pour chaque catalyseur, un échantillon de catalyseur est broyé pour obtenir une poudre qui est compactée sous la forme d’une pastille de 13 mm de diamètre. La pastille est ensuite placée dans la cellule de mesure IR et est activée in situ sous vide secondaire ( -5 mbar) à 450°C pendant 10 heures. La température est ensuite réduite à 150°C. Lorsque la température est à 150°C, un excès de pyridine en phase gazeuse est introduit dans la cellule IR de sorte à avoir une pression partielle en pyridine supérieure à 1 mbar, et est mis en contact avec la pastille pendant 10 minutes (phase d’adsorption). Une étape de thermodésorption est ensuite réalisée à 150°C pendant 2 heures. Puis une mesure par FTIR est réalisée et un spectre IR de l’échantillon est enregistré. Analyses des données Pour chaque catalyseur testé, les teneurs en acidités de Lewis et de Brønsted, respectivement [LAS] et [BAS], de l’échantillon sont déterminées en utilisant le spectre IR. Plus particulièrement, la teneur en acidité de Lewis ([LAS] en ua/g Ta ) de l’échantillon est déterminée par intégration de l’aire A 1612 sous le spectre IR et sur la gamme des nombres d’onde entre 1622 et 1593 cm -1 , puis en utilisant le calcul suivant : avec S : la surface de la pastille de l’échantillon analysée en transmission (en cm 2 ), la pastille ayant un diamètre de 13 mm : S est environ égale à 1,327 cm², [Ta] : teneur pondérale en tantale du catalyseur par unité de poids du catalyseur, c’est à-dire 0,03 g pour les catalyseurs A à D, F et G, 0,025 g pour le catalyseur E et 0,04 g pour le catalyseur H. La teneur en acidité de Brønsted ([BAS] en ua/g Ta ) de l’échantillon est déterminée par intégration de l’aire A 1545 sous le spectre IR et sur la gamme des nombres d’onde entre 1555 et 1532 cm - 1 , puis en utilisant le calcul suivant : avec S : la surface de la pastille de l’échantillon analysée en transmission (en cm 2 ), la pastille ayant un diamètre de 13 mm : S est environ égale à 1,327 cm², [Ta] : teneur pondérale en tantale du catalyseur par unité de poids du catalyseur, c’est à-dire 0,03 g pour les catalyseurs A à D, F et G, 0,025 g pour le catalyseur E et 0,04 g pour le catalyseur H. La teneur relative en acidité de Lewis du catalyseur (%LAS) est elle aussi calculée pour chacun des catalyseurs testés, de la façon suivante : %LAS = 100 x [LAS] / ([LAS]+[BAS]). Les résultats obtenus pour chacun des catalyseurs testés sont regroupés dans le tableau 2. Le tableau 2 classe également les catalyseurs testés selon s’ils sont conformes ou non conformes à l’invention. Catalyseur [LAS] (en ua/g Ta ) [BAS] (en ua/g Ta ) %LAS Conforme / Non conforme A 900 18 98 Non conforme B 1500 30 98 conforme C 1327 13 99 conforme D 1267 81 94 conforme E 1000 31 97 conforme F 917 28 97 Non conforme G 600 25 96 Non conforme H 1233 25 98 conforme Exemple 3 : Test de performance des catalyseurs Le réacteur utilisé consiste en un tube en acier inoxydable de 20 cm de long et de 10 mm de diamètre. Le réacteur est d'abord chargé avec du carborundum puis avec le catalyseur dilué dans du carborundum et enfin avec du carborundum. Le carborundum est inerte vis-à-vis de la charge et n'influe pas sur les résultats catalytiques. La température du réacteur est contrôlée avec un four tubulaire à trois zones de chauffe. Le catalyseur est calciné in situ sous air sec à 550°C pendant 4 heures puis est placé sous azote à la température de test pendant 1 heure. La charge liquide qui est mélange d'éthanol et d'acétaldéhyde, avec un ratio molaire Ethanol/Acétaldéhyde égal à 2,6 mol/mol, est injectée dans le système catalytique à l’aide d’une pompe HPLC à double piston. La charge liquide est vaporisée avant d'entrer dans le réacteur et est homogénéisée par le passage dans un mélangeur statique. Pour chaque test, le ratio Ethanol/Acétaldéhyde de la charge est fixé à 2,6 (mol/mol), la température réactionnelle à 350°C et la pression à 0,15 MPa. En sortie de réacteur, les produits formés lors de la réaction sont maintenus en phase vapeur pour être analysés en ligne par chromatographie gazeuse (colonne capillaire PONA) pour permettre l'identification des produits formés. Pour chaque catalyseur testé, la valeur de productivité carbone est mesurée à iso-débit de charge (pph constante de 250g/gTa/h, soit une vitesse spatiale 7,5 h -1 ) tandis que la mesure de sélectivité en butadiène est déterminée à iso-conversion (conversion de charge à 40%). La productivité carbone (qui s’exprime généralement en % poids/poids par heure) correspond au débit massique de butadiène (en g/h), mesuré en sortie de réacteur, par unité de masse d’élément Ta, pour une pph de la charge 250 g/gTa/h. La sélectivité en butadiène (qui s’exprime en % poids/poids) mesurée est une sélectivité carbone et correspond au débit de butadiène mesuré en sortie de réacteur par rapport à la somme des débits des produits carbonés formés (l’éthanol et l’acétaldéhyde non convertis ne sont pas pris en compte dans le calcul de la sélectivité). Les résultats catalytiques sont présentés dans le Tableau 3 en comparaison avec les valeurs seuil en sélectivité (supérieure ou égale à 70, de préférence supérieure ou égale à 72) et en productivité (supérieure ou égale à 30, de préférence supérieure ou égale à 32). Le Tableau 3 reprend également la teneur en acidité de Lewis ([LAS]) (en ua/g Ta ) et la teneur relative en acidité de Lewis (%LAS) de chaque catalyseur déterminé selon en Exemple 2. Catalyseur [LAS] (en ua/g Ta ) %LAS Sélectivité en butadiène (en %) Productivité en butadiène (en g/gTa/h) A (non conforme) 900 98 B (conforme) 1500 98 > 72 > 32 C (conforme) 1327 99 > 72 > 32 D (conforme) 1267 94 > 72 > 32 E (conforme) 1000 97 72 > 32 F (non conforme) 917 97 70 G (non conforme) 600 96 H (conforme) 1233 98 > 72 > 32 Les catalyseurs B, C, D, E et H, conformes à l’invention, qui sont des catalyseurs à base de tantale et de silice, comprenant 2,5%, 3% ou 4% poids de tantale par rapport au support silice et présentant une teneur en acidité de Lewis, mesuré par FTIR après adsorption et thermodésorption de pyridine, d’au moins 1000 ua/g Ta , présentent une sélectivité et une productivité en butadiène satisfaisantes. En particulier, les catalyseurs B, C, D, E et H, conformes, utilisés pour convertir une charge éthanol-acétaldéhyde à 350°C en butadiène, permettent d’atteindre une sélectivité en butadiène (à 40% de conversion) supérieure ou égale à 72% et une productivité en butadiène supérieure à 32 g/gTa/h (à une vitesse pondérale horaire de charge de 250 g/gTa/h). Au contraire, les catalyseurs A, F et G, non conformes, qui ont une teneur en acidité de Lewis, mesuré par FTIR après adsorption et thermodésorption de pyridine, inférieure à 1000 ua/g Ta , présentent des performances catalytiques faibles. En effet, les catalyseurs A et G, non conformes, utilisés pour convertir une charge éthanol-acétaldéhyde à 350°C en butadiène, présentent une sélectivité en butadiène (à 40% de conversion) inférieure à 70% et une productivité en butadiène inférieure à 30 g/gTa/h (à une vitesse pondérale horaire de charge de 250 g/gTa/h). Concernant le catalyseur F, non conforme, même s’il permet d’atteindre une sélectivité en butadiène (à 40% de conversion) égale à 70% lorsqu’il est utilisé dans les mêmes conditions pour convertir la charge éthanol-acétaldéhyde en butadiène la productivité obtenue avec ce catalyseur F reste très inférieure à 30 g/gTa/h (pour une vitesse pondérale horaire de charge de 250 g/gTa/h). Catalyseur comprenant du tantale et une matrice à base de silice, le catalyseur présentant une teneur pondérale en tantale comprise entre 0,1 et 30% poids par rapport au poids de la matrice à base de silice, le catalyseur présentant une teneur en acidité de Lewis [LAS] supérieure ou égale à 1000 ua/g Ta , la teneur en acidité de Lewis [LAS] étant déterminée par intégration de l’aire A 1612 sous un spectre IR, sur la gamme des nombres d’onde entre 1622 et 1593 cm -1 , le spectre IR étant obtenu pour un échantillon dudit catalyseur, réduit en poudre puis mis en forme de pastille, par spectroscopie infrarouge (FTIR) après adsorption et thermodésorption consécutive de pyridine à 150°C, et en utilisant le calcul suivant : où [LAS] la teneur en acidité de Lewis du catalyseur est exprimée en unité arbitraire par gamme de tantale (ua/g Ta ) ; A 1612 correspond à l’absorbance de la contribution centrée à 1612 cm -1 , exprimé en cm -1 par gramme de catalyseur et déterminée par intégration de l’aire sous le spectre IR sur la gamme des nombres d’onde entre 1622 et 1593 cm -1 ; S correspond à la surface de la pastille de l’échantillon (en cm 2 ) ; et [Ta] correspond à la teneur pondérale en tantale du catalyseur par unité de poids dudit catalyseur. Catalyseur selon la revendication 1, présentant une teneur en acidité de Lewis [LAS] inférieure ou égale à 1900 ua/g Ta , de manière très préférée inférieure ou égale à 1800 ua/g Ta , Catalyseur selon la revendication 1 ou 2, présentant une teneur pondérale en tantale comprise entre 0,3 et 10% poids, de manière préférée entre 0,5 et 5% poids de l’élément tantale par rapport au poids de la matrice à base de silice. Catalyseur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la matrice à base de silice présente une teneur pondérale en silice supérieure ou égale à 95% poids sec, préférentiellement supérieure ou égale à 98% poids sec, de manière préférée supérieure ou égale à 99,5% poids sec et de manière plus préférée supérieure ou égale à 99,9% poids de silice par rapport au poids total de la matrice à base de silice, sèche. Catalyseur selon l’une des revendications précédentes, présentant une teneur relative en acidité de Lewis, notée %LAS, qui correspondant au ratio entre la teneur en acidité de Lewis par rapport à la teneur en acidité totale du catalyseur, supérieure ou égale à 90%, de préférence supérieure ou égale à 92%, la teneur en acidité totale étant la somme des teneurs en acidité de Lewis et en acidité de Brønsted, la teneur en acidité de Brønsted [BAS] étant déterminée par intégration de l’aire A 1545 sous le spectre IR, sur la gamme des nombres d’onde entre 1555 et 1532 cm -1 , et en utilisant le calcul suivant : où [BAS] la teneur en acidité de Brønsted du catalyseur est exprimée en unité arbitraire par gamme de tantale (ua/g Ta ) ; A 1545 correspond à l’absorbance de la contribution centrée à 1545 cm -1 , exprimé en cm -1 par gramme de catalyseur et déterminée par intégration de l’aire sous le spectre IR sur la gamme des nombres d’onde entre 1555 et 1532 cm -1 ; S correspond à la surface de la pastille de l’échantillon (en cm 2 ) ; et [Ta] correspond à la teneur pondérale en tantale du catalyseur par unité de poids dudit catalyseur. Catalyseur selon l’une des revendications précédentes, présentant un diamètre moyen de pores supérieur ou égal à 4 nm, de manière préférée compris entre 4,5 et 50 nm et de manière encore plus préférée compris entre 4,5 et 20 nm. Catalyseur selon l’une des revendications précédentes, présentant un volume poreux supérieur ou égal à 0,47 ml/g, de préférence compris entre 0,47 et 1,8 ml/g, préférentiellement entre 0,58 et 1,5 ml/g, de manière préférée entre 0,8 et 1,5 ml/g. Utilisation du catalyseur selon l’une des revendications 1 à 7 pour convertir une charge comprenant de l’éthanol en butadiène, à une température comprise entre 250 et 450°C, à une pression comprise entre 0,05 et 2,00 MPa.