Etude de modèles de solvatation de la famille COSMO pour identifier des solvants adaptés au recyclage chimique du PVC
Direction Physico-chimie et Mécanique appliquées

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un organisme public de recherche, d’innovation et de formation dont la mission est de développer des technologies performantes, économiques, propres et durables dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. 

IFPEN met à disposition de ses chercheurs un environnement de recherche stimulant, avec des équipements de laboratoire et des moyens de calcul très performants.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

• l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
• la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Etude de modèles de solvatation de la famille COSMO pour identifier des solvants adaptés au recyclage chimique du PVC

Le PVC est largement utilisé, mais son recyclage mécanique entraîne une dégradation progressive de ses propriétés et reste limité face aux déchets contaminés, complexes ou composés de différentes formulations. Le recyclage chimique, fondé notamment sur la dissolution sélective du PVC, pourrait permettre de mieux séparer le polymère de ses additifs et autres constituants, tout en produisant un matériau recyclé de meilleure qualité.

Le choix du solvant est essentiel pour optimiser ce procédé. Les modèles de solvatation COSMO-RS et COSMO-SAC offrent une approche prédictive pour comparer les solvants, réduire les essais expérimentaux et identifier les conditions les plus favorables.

L’objectif du stage sera d’adapter et d’évaluer ces modèles pour étudier les interactions entre le PVC et différents solvants. Le travail comprendra notamment :

• l’étude des principes, hypothèses et limites des modèles COSMO ;
• leur adaptation à la représentation du PVC par des molécules modèles ou des oligomères ;
• la validation des prédictions à partir de données expérimentales ;
• l’étude d’une large gamme de solvants et de mélanges, en fonction de leur composition et de la température ;
• l’analyse de la sélectivité de dissolution du PVC par rapport aux autres polymères, additifs et contaminants.

Ce stage permettra de développer une méthode prédictive pour orienter le choix de solvants adaptés au recyclage chimique du PVC. Il donnera lieu à un rapport écrit et à une présentation des résultats au sein de l’équipe.

Profil recherché :

Étudiant(e) en dernière année d’école d’ingénieur ou en master 2, avec une formation en chimie, physico-chimie, génie des procédés, science des polymères ou domaine proche.

Les compétences suivantes seront appréciées :

• Connaissances en thermodynamique, chimie physique ou science des polymères ;
• Connaissances en modélisation moléculaire ou de chimie quantique ;
• Pratique de Python ;
• Autonomie, rigueur et capacité à travailler en équipe.

Environnement scientifique et technique

Le stage se déroulera au sein d’IFPEN en interaction avec des spécialistes de la modélisation moléculaire.

Les travaux pourront s’appuyer sur des logiciels tels que COSMOtherm, COSMO-RS, COSMO-SAC ou des outils équivalents, selon les ressources disponibles.

Modalités

• Durée :  6 mois
• Début souhaité : Entre février et avril 2027
• Lieu : Rueil-Malmaison
• Encadrement : Christophe  Preux, Theodorus De Bruin