Procédés de Traitement Physico-Chimiques et Biologiques
Oeuvrant pour l'environnement, les actions du groupe thématique PTPCB sont orientées vers les traitements de la pollution et plus particulièrement de la micropollution, en milieu aqueux ou dans l’atmosphère. Il s'agit d'identifier les paramètres dominants de procédés impliquant des matrices interférentes complexes, afin d'améliorer la pertinence des modèles tant sur le plan des transferts et de l'hydrodynamique qu'en ce qui concerne les mécanismes et cinétiques chimiques ou biologiques.
Le transfert entre phases (gaz-liquide, gaz-solide ou liquide-solide) est souvent une étape limitante de ces procédés. Les études visent à acquérir des données fondamentales (coefficients de transfert et de diffusion, aire interfaciale), à analyser le rôle des réactions chimiques ou biologiques dans ces transferts et à appréhender les aspects compétitifs, parfois déduits et interprétés grâce à des méthodes inverses. Elles conduisent au développement de nouveaux contacteurs, plus compacts et économes en énergie, fonctionnant plus efficacement vis-à-vis d'un objectif, grâce à une meilleure compréhension des phénomènes mis en œuvre.
L'utilisation de processus physico-chimiques ou biologiques sur des milieux complexes nécessite de suivre l'évolution des milieux, grâce à des moyens de détermination structurale, d’analyse de traces et de caractérisation de la biomasse et des métabolites produits. Nos objectifs sont donc aussi de déterminer les mécanismes de transformation, avec une identification des étapes et composés intermédiaires, d'identifier puis de quantifier les produits finaux et de caractériser l'impact du traitement sur la matrice accompagnant le composé ciblé. La connaissance des cinétiques de ces processus est essentielle car elles influent, au même titre que les cinétiques de transfert, sur les performances ou le dimensionnement d'un traitement. Elles contribuent, de manière fondamentale, aux phénomènes de compétition et de sélectivité.
Ces connaissances permettront de comprendre, modéliser et simuler la sélectivité des rétentions et les phénomènes de compétition. Dans de nombreux cas, la modélisation et la simulation sont indispensables, en raison même de la complexité des milieux et/ou de la réactivité des espèces mises en jeu. La modélisation du transfert est indissociable de celle de la chimie ou de la biologie. La transposition à l'échelle industrielle requiert en plus la prise en compte de l'hydrodynamique des réacteurs et contacteurs réels, dont la non-idéalité peut modifier significativement les performances. L’approche est similaire quels que soient la nature et la phase du polluant et le procédé envisagé : adsorption, absorption réactive ou non, traitement biologique, oxydations chimiques.