L'objectif de cette étude est de proposer une modélisation en soutien au développement et au pilotage des procédés de précipitation, afin de décrire la formation des particules solides et de prédire l'évolution de leurs propriétés (taille, surface spécifique…) et de leur comportement au sein du réacteur. Les précipitations étant des réactions extrêmement rapides accompagnées d'un changement de phase, elles sont particulièrement sensibles aux conditions hydrodynamiques locales qui gouvernent les phénomènes de micromélange et de sédimentation. Leur modélisation repose donc sur un couplage chimie/turbulence. La démarche retenue est l'acquisition de données expérimentales nécessaires aux simulations. L'étudiant sera en charge d'essais de précipitation et de caractérisations physico-chimiques (DRX, MEB, Surface spécifique, Distribution de tailles,…). Les études expérimentales seront menées sur l'hydroxyde de nickel afin de compléter les données existantes ou disponibles dans la littérature. Des mesures de solubilités permettront le calcul des conditions de sursaturation, qui représente la force motrice de la précipitation, et des suivis granulométriques en réacteur à l'échelle laboratoire alimenteront les lois cinétiques des mécanismes de précipitation. L'objectif est d'introduire parmi les paramètres déjà étudiés l'impact de l'hydrodynamique (mode de mélange, contrôle de la croissance, état de sursaturation…) pour une meilleure compréhension des processus de précipitation et l'optimisation des conditions opératoires.

En parallèle, l'étudiant traitera mathématiquement les résultats expérimentaux afin de déterminer les lois cinétiques des différents mécanismes mis en jeu à l'aide du concept de bilan de population.

Pour postuler, merci de transmettre : CV + lettre de motivation à : emmanuel.billy@cea.fr