IFPEN – iLM : une collaboration de recherche renforcée

Depuis plusieurs années IFP Energies nouvelles (IFPEN) et l’équipe Spectrométrie des biomolécules et agrégats de l’Institut Lumière Matière (iLM), UMR5306 Université Lyon 1- CNRS, mènent une collaboration centrée sur l’étude de la répartition des métaux. Cette étude a pour objectif de permettre de maitriser l’imprégnation des catalyseurs neufs ou diagnostiquer des catalyseurs usagés. Dans ce cadre a été mise au point une méthode d’imagerie élémentaire reposant sur l’utilisation d’une source laser impulsionnelle couplée à un microscope. Les résultats obtenus se sont montrés très pertinents, notamment en terme de sensibilité, et ont permis le démarrage d’une thèse IFPEN dédiée à l’évaluation analytique de cette méthode et de son potentiel pour le monde de la catalyse et procédés de la transition énergétique. Un brevet a été déposé en juillet 2020 autour de cette technique.

Figure: Exemple d’images élémentaires montrant la distribution des impuretés au cours d’un procédé catalytique.

Tout prochainement va également démarrer une thèse en partenariat, financée dans le cadre du projet ANR « Micro-Q-Li» obtenu en 2020, et portant sur le développement de techniques d’analyse de pointe pour l’imagerie, à l’échelle du micron, du lithium dans les batteries.

 Au cours d’un Jeudi d’AXELERA courant 2019 l’iLM a présenté lors des speed meeting, ILMTech, sa plateforme technologique dédiée à la synthèse, l’analyse de matériaux et la modélisation de leurs propriétés.  Suite à cet événement, une prise de contact a été réalisée avec IFPEN et, en janvier 2020, une rencontre a été organisée entre les deux instituts, qui a permis des interactions avec plusieurs équipes de recherche de l’iLM. Ces échanges ont contribué au développement et à l’assise du dynamisme des collaborations.

En particulier, l’expertise de l’équipe Optique Non Linéaire et Interfaces de l’iLM a retenu l’attention d’IFPEN pour développer une étude sur les asphaltènes, composés chimiques présents dans les huiles.

En effet, les composés les plus lourds que sont les asphaltènes sont notamment insolubles dans les paraffines légères comme le n-heptane mais solubles dans le toluène. Un intérêt tout particulier se porte sur ces composés en raison de leurs effets négatifs sur l’exploration, la production, le transport ou le raffinage et aider à rendre ces procédés plus vertueux. L’agrégation des asphaltènes entraine leur précipitation à l’origine de boues asphalteniques qui vont encrasser les installations industrielles et dégrader les performances industrielles et environnementales.

Afin de mieux comprendre ces phénomènes d’agrégation des asphaltènes, différentes méthodes analytiques ont été utilisées par le passé dont la fluorescence et le SAXS (diffusion de rayons X aux petits angles). La collaboration engagée vise à étendre ces études dans le domaine de l’optique non linéaire pour atteindre une compréhension approfondie de ces processus moléculaires complexes, de la science fondamentale utile pour tous les milieux moléculaires complexes qui sont légions dans le domaine des nouvelles technologies de l’énergie.