Microréacteurs plasma gaz-liquide pour la chimie du futur

• Auteur / Autrice : Matthieu Proust
• Direction : Xavier Duten, Stephanie Ognier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Doc sciences pour l' ingenieur
• Date : Inscription en doctorat le 11/02/2019
• Etablissement(s) : Paris 13
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)

Résumé

L'objectif du projet est de produire des composés chimiques en utilisant des réacteurs micro-structurés à plasma dans des milieux diphasique gaz-liquide. L'ambition est de développer des voies chimiques nouvelles et plus propres, limitant le nombre d'étapes et la consommation de solvants et de catalyseurs. Cette stratégie ouvre de nombreuses opportunités pour le développement de technologies vertes pour la synthèse de produits chimiques. Les décharges de plasma ont le potentiel de générer des espèces réactives (radicaux, neutres dans différents états excités, photons, etc.) en phase gazeuse à température ambiante et dans un champ d'investigation ouvert et inexploré. Cependant, la cinétique chimique de radicaux générés par le plasma dans des conditions expérimentales reste un défi pour la synthèse chimique. En effet, les espèces radicalaires sont très réactives. Ce problème est rencontré par la communauté scientifique qui travaille avec les espèces radicalaires, quelle que soit la manière dont ces espèces sont générées. Dans le domaine de la science du plasma, les rares équipes qui tentent d’utiliser le plasma pour réaliser une oxydation partielle des hydrocarbures sont inévitablement confrontées à l’impossibilité, avec les réacteurs au plasma classiques, d’atteindre à la fois une conversion élevée et une sélectivité élevée. Dans ce contexte, le contrôle précis de l'injection de radicaux et l'extraction rapide du produit sont donc une nécessité absolue pour pouvoir effectuer correctement des réactions chimiques utilisant des radicaux de haute énergie. C'est aujourd'hui possible grâce aux progrès réalisés dans les domaines des plasmas et de la micro-fluidique. L'objectif de ce travail sera donc d'améliorer la compréhension des processus au sein de ces procédés innovants afin d'en améliorer les performances.