Depuis le début du 20ème siècle, une nouvelle classe de matériaux, les plastiques (matériaux polymères), a émergé et est devenue omniprésente dans notre économie et dans notre mode de vie actuel. Cet essor découle des formidables avantages de ces matériaux : comme leur légèreté, leur flexibilité, leur durabilité, leur facilité de préparation et de mise en forme, leur propriété barrière au gaz ou à l’humidité et enfin leur grande diversité et versatilité. L’évolution de la production mondiale de plastique en témoigne, elle a été multipliée par 20 depuis les années 60. En 2021, elle s’élevait à 390 millions de tonnes et elle devrait encore plus que doubler au cours des 40 prochaines années. Les principaux types de polymères produits sont par ordre d’importance : les polyoléfines (PP, PE-LD, PE-MD, PE-HD, 46 %), le PVC (13 %), le PET (6 %), les polyuréthanes (5,5 %), les résines thermodurcissables excluant les polyuréthanes (époxy et autres 7,1 %) et le polystyrène (5,3 %). La part de plastiques contenue dans les déchets municipaux récoltés est passée de moins de 1 % en 1960 à plus de 10 % dans les pays développés et en voie de développement en 2005.  Le monde fait donc face à un problème croissant de pollution de la biosphère aux plastiques et leur dérivés lié à leur dispersion/dégradation incontrôlée dans l’environnement. Un grand effort est donc attendu pour améliorer la soutenabilité et la circularité des plastiques. Le volume de déchets plastiques actuellement traité par recyclage mécanique, recyclage chimique ou même pour simple revalorisation énergétique reste cependant trop faible face aux volumes de déchets plastiques mis au rebut par enfouissement ou incinération.

Dans le cadre de projets de recherche de procédés de recyclage chimique pour des matériaux composites à matrice polymères, il a été observé que certaines familles de matrices thermodurcissables sont plus difficiles à recycler. L’objectif principal du stage sera donc de  développer de nouveaux procédés de recyclage chimique spécifiques à ces résines. Les procédés de solvolyse en conditions douces, à faible apport thermique et énergétique, permettant le clivage de liaisons en absence de catalyseurs métalliques seront privilégiés.
Dans un premier temps, une étude de la littérature des procédés existants sera réalisée pour identifier leurs limites et des axes d'innovation. Ensuite, les procédés les plus prometteurs seront testés et optimisés sur différents échantillons (matériaux modèles qui pourront être synthétisés en début de stage, des matériaux modèles commerciaux ou encore des échantillons « réels »).  Dans l’idéal, les sous-produits organiques récupérés après dégradation de ces matrices seront caractérisés par différentes techniques (IR, GC-MS, LC-MS, GPC, MALDI-TOF) et une étude théorique de potentielles voie de séparation/revalorisation de ces produits sera réalisée.

Le stage aura lieu au CEA ISEC sur le site de Marcoule, situé proche d’Avignon.

Etudiant(e) en Master 2 ou école d'ingénieur en Chimie (organique, minérale ou analytique).

Le/la candidat(e) devra faire preuve de rigueur, volontarisme et persévérance dans les expérimentations et posséder des connaissances approfondies en chimie. Des connaissances en chimie organique,  analytique et procédés seront appréciées