La diversification des ressources (charges pétrolières atypiques ou charges biosourcées) conduit à développer de nouveaux procédés de conversiona ou à rendre plus flexible l’existant. De tels développements exigent une connaissance précise des propriétés de ces charges et de leur état physico-chimique dans les conditions opératoires. Leur nature et leur composition, le plus souvent complexes, rendent toutefois ces déterminations longues et difficiles. Par ailleurs, dans les phases exploratoires des projets de R&I, ces charges ne sont pas nécessairement disponibles en quantités suffisantes pour être caractérisées au moyen des outils conventionnels.
Une solution : la microfluidiqueb. Ainsi, en miniaturisant les outils de détermination des propriétés thermodynamiques (diagramme de phase, densité, viscosité), la quantité de produit utilisée est très limitée et l’obtention de résultats plus rapide(1).
Le système privilégié par IFPEN est la micropuce silicium/pyrexc (figure). Elle accepte une large palette de produits chimiques à des conditions P-T (200 bar/400 °C) typiques des procédés de conversion. Comparé aux dispositifs conventionnels, ce système a permis de déterminer les points supercritiques de mélanges « charge réelle/hydrogène/solvant » avec des temps d’acquisition divisés par cinq(2), un coût moindre et une précision suffisante pour alimenter en données à la fois l’expérimentation sur unité pilote et la simulation de procédéd.
Après avoir développé un banc microfluidique pour l’acquisition de données thermodynamiques, des travaux en collaboration avec l’ICMCBe visent à explorer le potentiel de cette technique pour l’évaluation de catalyseurs homogènes et la séparation des produits de réaction.
a - Procédés visant à casser les grosses molécules d’hydrocarbures pour obtenir des produits plus légers
b - Science des systèmes manipulant des fluides, avec au moins une dimension caractéristique de l'ordre du μm
c - Un wafer en silicium gravé de canaux et fermé d’une plaque de pyrex
d - Ces travaux ont obtenu le prix de thèse 2016 de l’International Society for Advancement of Supercritical Fluids
e - Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux
(1) B. Pinho, S. Girardon, F. Bazer-Bachi, G. Bergeot, S. Marre, C. Aymonier, The Journal of Supercritical Fluids 2015.
DOI : 10.1016/j.supflu.2015.04.016
(2) B. Pinho, S. Girardon, F. Bazer-Bachi, G. Bergeot, S. Marre, C. Aymonier, Lab on a chip 2014, 14 (19), 3843–3849.
DOI : 10.1039/c4lc00505h.
Contact scientifique : ghislain.bergeot@ifpen.fr