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CEA Marcoule (DRCP)

http://www-marcoule.cea.fr

Département Radiochimie & Procédés (DRCP) : département du CEA/Direction de l'Energie Nucléaire composé de 220 personnels permanents en charge du développement de procédés de séparation et de recyclage des actinides pour le cycle électronucléaire, et des métaux stratégiques et ressources minérales non énergétiques au service de la ré-industrialisation française et européenne. Ce département, localisé sur le site du CEA / Marcoule, regroupe l'ensemble des compétences nécessaires aux développements des procédés de recyclage (dissolution, séparation, conversion, analyses) depuis la recherche la plus amont jusqu'au développement et la qualification des procédés à une échelle représentative. Les études menées au sein du DRCP sont financées soit par des projets collaboratifs nationaux ou européens soit par des partenariats industriels.

CEA Saclay (DEN/DANS/DPC/SEARS/LANIE)

http://www-centre-saclay.cea.fr

L’utilisation des terres rares, et parmi eux celle des lanthanides (lasers solides, aimants permanents, microélectronique…) est croissante dans l’industrie moderne. Les lanthanides sont également présents dans l’industrie nucléaire, de l’amont à l’aval du cycle du combustible. L’étude de la chimie et de la spéciation des lanthanides est essentielle pour acquérir une meilleure compréhension des mécanismes régissant leur biodisponibilité, leur migration, leur accumulation, leurs interactions et leur toxicité dans des matrices environnementales, biologiques ou encore issues de procédés de retraitement. C’est pourquoi le Département de Physico-Chimie du CEA développe depuis de nombreuses années des techniques d’analyses de spéciation afin d’étudier les interactions des lanthanides avec des ligands inorganiques ou organiques, naturels ou synthétiques, en solution.

Les savoir-faire et techniques développés au LANIE pour la spéciation des lanthanides sont en particulier basés sur les techniques spectrométriques et analytiques, telles que la spectrofluorimétrie laser à résolution temporelle (SLRT), la spectrométrie de masse à source d’ionisation électrospray (ESI-MS) ou le développement du couplage de techniques séparatives avec les spectrométries à source d’ionisation électrospray ou plasma.

Par ailleurs, le LANIE développe des méthodes et techniques pour l'analyse élémentaire et isotopique, appliquées à l'analyse de lanthanides et pouvant être mises en oeuvre au plus près de procédés ou pour de l'analyse in situ. Depuis plusieurs années, des études sont menées sur le développement de la technique LIBS (Laser-induced Breakdown Spectroscopy), ainsi que sur le développement de microsystèmes d'analyse (lab-on-a- chip).

 CEA Grenoble (CEATECH/LITEN/LRVM)

http://liten.cea.fr/cea-tech/liten

Les actions de recherche du laboratoire du recyclage et de la valorisation des matériaux (LRVM) de l'institut LITEN du CEA TECH de Grenoble visent à :

étudier la fin de vie des technologies liées aux nouvelles technologies pour la production d'énergie décarbonnée afin de proposer des procédés fiables économiquement et respectant les réglementations en vigueur (2012/19/UE, 2066/66/EC,...),

contribuer à l’acquisition de données permettant de mieux définir l’empreinte environnementale des technologies en cours de développement incluant la fin de vie au moyen d’analyses de cycle de vie,

développer des procédés de récupération des métaux critiques contenus par ces nouvelles technologies afin de démontrer et conforter leurs intérêts,

assurer la valorisation des matières premières secondaires issues par les procédés de récupération développés ou provenant de filières de recyclage existantes par le développement de matériaux aux propriétés avancées (mécaniques, thermiques, électriques, optiques,...) assurant une valorisation économique ou environnementale positives.

Ainsi l’équipe du LRVM a contribué à développer des procédés d’hydrométallurgies destinés à la récupération :

  • Des terres rares (La, Ce, Nd,…) dans les batteries Ni-MH usagées,
  • Les métaux de transition (Ni, Co, Mn) dans les batteries Li-ion,
  • Les catalyseurs à base des métaux du groupe du platine (PGM) dans les piles à combustible,
  • Les terres rares dans les rebuts, sous-produits ou aimants usagés,
  • Les métaux critiques des cellules de panneaux photovoltaïques (Ag, In, …).
  • L’expertise technologique acquise est actuellement mise à profit avec l’entreprise SNAM qui est un leader européen dans la collecte et le recyclage de batteries de nouvelle génération. Des travaux sont réalisés afin d'améliorer les procédés de récupération de métaux critiques et stratégiques contenus dans des batteries nickel-métal-hydrure et lithium-ion.

Le laboratoire s’inscrit également dans une démarche de recherche pour le développement de procédés « efficients » et d’une chimie encore plus respectueuse de l’environnement. Au travers de thèses, le LRVM développe en collaboration avec le LETI (Paul-Henri Haumesser), l’INAC (Hakima Mendil-Jakani) et le laboratoire de CPE Lyon (Catherine Santini) des procédés électrochimiques innovants pour la récupération du platine en milieu liquide ionique. L’utilisation des liquides ioniques comme solvants « verts » est également investiguées au travers d’une collaboration avec l’IJL (équipe CEM dirigée par Eric Meux). Cet axe de recherche est renforcé sur le plan technologique au travers de projets européens sur le recyclage des panneaux photovoltaïques (CABRISS) et des aimants permanents et batteries Ni-MH (REE4EU).