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Laboratoire d'Electrochimie et Physicochimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI)
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La thématique "Physico-Chimie et Procédés" est un des axes de recherche de l'équipe "Electrochimie Interfaciale et procédés" (EIP) du LEPMI. Elle s’appuie sur des compétences en génie des procédés, chimie séparative et électrochimie et elle est appliquée à la valorisation et le recyclage des déchets (e.g. batteries et piles à combustibles, appareils électroniques arrivés en fin de cycle de vie, aimants etc... ). D’un point de vue fondamental, le développement de procédés durables implique dans un premier temps la compréhension et la description des mécanismes de séparation et/ou de conversion de la matière à recycler ou à valoriser. Pour l’extraction et le recyclage de métaux, les propriétés thermodynamiques des phases extractantes, mais aussi de l’extraction sont modélisées. Dans un second temps, le passage du procédé de l’échelle du laboratoire à celle du pilote est également étudié. Le développement de tout procédé passe par la compréhension profonde et l’optimisation des phénomènes de transport de matière, de chaleur, de quantité de mouvement et de transferts aux interfaces, à l’aide d’outils numériques et de logiciels dédiés.
La valorisation des déchets est envisagée, notamment dans le cadre de ce GDR, sous l’aspect de la récupération des matériaux valorisables, (i.e. les métaux, précieux ou non, et terres rares contenus dans les déchets électroniques, automobiles, systèmes électrochimiques) mais d'autres types de valorisations sont étudiés comme les polymères (membranes échangeuses de proton des piles à combustible) ou la biomasse (production d'hydrogène).
Les études s’intéressent aux procédés physico-chimiques (hydro-métallurgique ou électrochimique) qui concernent les étapes de mise en solution, de séparation et de purification des métaux en solution par attaque acide (lixiviation), extraction liquide/liquide, résines échangeuses d’ions... Les procédés mettant en œuvre des solvants non-conventionnels (e.g. liquides ioniques) sont également étudiés pour la récupération et l’électrodéposition de métaux. En effet, malgré un engouement récent pour l’utilisation de liquides ioniques comme phase extractante de métaux précieux ou de terres rares, l’électrodéposition in situ de métaux (déjà initiée pour l’or et le platine, et qui sera étendue à tous les platinoïdes et aux terres rares) n’a quasiment pas été étudiée dans la littérature. Un travail exploratoire important est entrepris sur le sujet.
Enfin, un apport original sur cette thématique est la prise en compte des impacts environnementaux des procédés par la méthodologie de l’Analyse du Cycle de Vie (ACV).
