Informations générales
Entité de rattachement
Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.
Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.
Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.
Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
2023-28573
Description de l'unité
Le STDC a pour mission d'amplifier le développement des technologies durables pour les systèmes énergétiques décarbonés (nucléaire et énergies renouvelables). L'un de ses principaux enjeux est de positionner le CEA comme acteur majeur de l'environnement et de l'économie circulaire. C'est un service commun intégrant deux laboratoires basés sur le site de Marcoule et trois laboratoires à Grenoble. Le poste est situé au LRVE (Laboratoire de développement des procédés de Recyclage et Valorisation pour les systèmes Energétiques décarbonés), l'une des deux équipes du service basées à Marcoule.
L'objectif du LRVE, nouveau laboratoire créé en 2020, est de concevoir des procédés de recyclage et valorisation de métaux/matériaux pour des applications nucléaires et hors nucléaire en lien avec les systèmes énergétiques bas carbone. Le laboratoire dispose d'un panel étendu de compétences scientifiques et techniques permettant de pour proposer une offre R&D intégrée aux différents acteurs du recyclage. Il pilote notamment une plateforme d'instrumentation, transverse au département, qui développe différentes techniques d'imagerie ainsi que de méthodes optiques et/ou spectroscopiques dédiées à l'étude des procédés. Le laboratoire compte à ce jour 22 permanents (12 ingénieurs, 10 techniciens) et une vingtaine de non permanents (doctorants, post-doctorants, alternants, stagiaires).
Description du poste
Domaine
Chimie
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Recyclage des terres rares par extraction liquide-liquide à partir d'aimants NdFeB en fin de vie
Sujet de stage
L'objectif du stage proposé ici est de contribuer au développement d'un procédé innovant de recyclage des terres rares issues d'aimants permanents usés ou rebutés par un procédé hydrométallurgique en voie longue. Le stage consistera à optimiser la formulation de la phase organique dans le but d'améliorer l'affinité et la sélectivité du solvant pour les éléments d'intéret (Nd, Dy) à partir d'une solution de dissolutions d'aimants en milieu chlorures. Une fois le solvant choisi, une étude paramétrique de l'extraction des terres rares sera menée pour élaborer les modèles chimiques utilisés pour dimensionner le futur procédé de recyclage.
Durée du contrat (en mois)
5 à 6 mois
Description de l'offre
L'importance des terres rares croît fortement depuis ces dernières décennies. Ces éléments sont notamment utilisés pour la production d'aimants permanents NdFeB, de dispositifs d'éclairage, de batteries rechargeables ainsi que de catalyseurs. L'essor des nouvelles technologies liées à la transition énergétique provoque notamment un forte hausse de la demande en terres rares, s'accompagnant d'un risque sur les approvisionnements dû au monopole que la Chine exerce sur le marché. Ainsi, le recyclage des aimants NdFeB permettrait de répondre partiellement à la demande en terres rares. De plus, en comparaison avec la production minière, recycler permet d’éviter la surproduction de produits secondaires et le traitement d’éléments radioactifs (souvent associés aux terres rares dans la croûte terrestre).
Il est possible de recycler les aimants NdFeB avec différents procédés mais la voie hydrométallurgique est préférable pour traiter tous types d’aimants (aimants oxydés ou aimants de composition variable). Cela consiste à mettre en solution les éléments constitutifs de l’aimant (Nd, Pr, Dy, Fe, B, Co,..) par dissolution avec un acide inorganique et à les séparer. Le procédé de référence pour la séparation et purification des terres rares est l’extraction liquide-liquide. Actuellement, elle est souvent mise en œuvre avec des extractants acides (échangeurs cationiques) en milieu chlorure. L’emploi d’un extractant neutre (solvatant) permettrait de réduire la consommation de réactifs (soude, acide) nécessaires pour le contrôle du pH lors de l’utilisation d'extractants acides. Des travaux de thèse sont actuellement en cours sur le développement d’un système extractant neutre pour le recyclage des terres rares à partir d'aimants NdFeB.
L’objectif de ce stage, dans le cadre de la thèse en cours, est d’investiguer des solutions pour améliorer le procédé d’extraction avec un extractant neutre donné, en milieu chlorure faiblement acide. Pour y parvenir, il est envisagé de modifier la formulation de la phase organique en testant différentes compositions de molécules et de diluant. Une fois le procédé optimisé, il est prévu de travailler sur une solution réelle de dissolution/lixiviation d’aimants NdFeB ainsi que sur l’acquisition de données d'extraction complémentaires pour le dimensionnement du procédé.
Le (ou la) stagiaire sera amené(e) à utiliser des techniques d’hydrométallurgie (dissolution, filtration, extraction liquide-liquide) et de quantification des éléments d'intérêt (ICP-AES). Ce sujet s'adresse donc à des candidats motivés par le sujet, ayant une grande curiosité scientifique et un dynamisme certain pour mener à bien chaque étape de ce projet.
Géographiquement, ce stage se déroulera au sein du CEA/ISEC sur le site de Marcoule, proche d’Avignon.
Moyens / Méthodes / Logiciels
Chimie analytique (ICP-AES), Pack office
Profil du candidat
Etudiant(e) en Master 2 ou école d'ingénieur en chimie ou génie chimique.
Le/ la candidat(e) devra faire preuve d'initiative, rigueur scientifique et disposer de connaissances en chimie séparative et génie chimique.
Localisation du poste
Site
Marcoule
Localisation du poste
France, Occitanie, Gard (30)
Ville
Bagnols sur Cèze
Critères candidat
Langues
Anglais (Intermédiaire)
Diplôme préparé
Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs
Formation recommandée
Master2 ou école d'ingénieur
Possibilité de poursuite en thèse
Non
Demandeur
Disponibilité du poste
01/02/2024
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