Programme de coopération transfrontalière

avec le soutien du Fonds Européen de Développement Régional

PSYCHE

Informations clés

Opérateur chef de file

Universiteit Gent
Sint-Pietersnieuwstraat 25
9000 Gent
BELGIQUE

Personne de contact :

Guy Marin

Date de début

01-07-2018

Date de fin

31-12-2022

Eléments budgétaires

Budget Total
2 557 637,03 €

Site Web

https://psycheplastics.eu/





PSYCHE

Omzetting van plastic afval tot basischemicaliën via vergassing

axe1

Catégorie

Projet

Objectif spécifique du programme

Accroissement de la recherche et de l'innovation de la zone transfrontalière dans les secteurs stratégiques et les secteurs à forte complémentarité

Domaine d'intervention

Activités de recherche et d’innovation dans les centres de recherche publics et les centres de compétence, y compris la mise en réseau


Les plastiques font partie intégrante du modèle de société actuel et leur production devrait quadrupler d'ici à 2050.  La gestion actuelle des déchets engendrés (enfouissement, incinération) n’est tenable ni du point de vue environnemental ni du point de vue économique. Aucune voie de recyclage chimique n’étant complètement mature à l’heure actuelle pour certains déchets plastiques, la commercialisation d’un procédé permettant de recréer des matières premières à partir de déchets plastiques est clairement envisageable. Cette question est particulièrement importante pour la zone transfrontalière au vu de la densité des entreprises concernées. L’objectif du projet PSYCHE est la production de composés chimiques de base (oléfines) pouvant être réutilisés dans l’industrie chimique à partir de déchets plastiques. Une première partie du projet vise à développer et démontrer la faisabilité d’une technologie innovante pour gazéifier différents flux de déchets plastiques. Le gaz de synthèse ainsi produit est alors converti en composés chimiques de base via le procédé Fischer-Tropsch dans la seconde partie du projet. Une évaluation technico-économique en combinaison avec une analyse environnementale au moyen de l'évaluation du cycle de vie est exécutée. Le projet traite de la question du recyclage chimique de déchets plastiques.
Finalement, le projet PSYCHE vise aussi à répondre aux défis de la mobilité et de la formation des jeunes chercheurs.

Date de rapport 10-05-2021

Le projet PSYCHE a pour objectif la production de molécules de base nécessaires à la chimie (oléfines) utilisable par l'industrie chimique, à partir de déchets plastiques. Une analyse technico économique et une évaluation de la durabilité de la filière seront également réalisées. Lors de la première partie du projet (WP3), l'intérêt d'une technologie innovante de gazéification de différents flux de déchets plastiques sera démontré. A UGent (LCPE), différentes méthodes physiques et chimiques ont été étudiées pour le prétraitement des déchets plastiques afin d’élargir les options de leur recyclage. Ces méthodes ont été évaluées pour l’élimination de différents types de substances hétérogènes tel que les additifs, les pigments et les colles entre autres. La précédente revue de la littérature a été mise à jour par UGent (Laboratorium voor Chemische Technologie, LCT) pour publication. Les simulations OD Computational FLuid Dynamics (CFD) validées ont été appliquées à la 2D ainsi qu’à la 3D non-réactive. Le travail expérimental pour obtenir le profil de vélocité dans la chambre vortex à partir la méthode Particle Image Velocimetry (PIV) a débuté. A l’UCL, la modélisation multi-échelle d’une chambre vortex avec opération radiale multizone pour la gazéification du plastique est abordée. Un modèle CFD est développé et des stratégies de transition d’échelle sont appliquées. Les différents aspects du modèle CFD sont validés successivement au moyen d’expériences spécifiques, effectuées dans une chambre vortex et incluant des tests de séchage secs et humides. La seconde partie du projet (WP4) vise à la conversion catalytique du syngaz obtenu en molecules chimiques de base via un procédé Fischer-Tropsch. Le travail réalisé à CERTECH forme le lien entre les travaux de gazéification (UGent/UCL) et de synthèse FT (UCCS/UGent). Les objectifs de purification ont été déterminés en collaboration avec UGent et l'UCCS pendant le précédent semestre. A l’UCCS, différents catalyseurs à base de fer supporté sur de la silice ou de la zircone ont été synthétisés ce qui permet l’étude de l’influence de différents promoteurs (métaux mobiles et métaux alcalins) et de différentes conditions de réaction. Le principal objectif de ce projet est le développement de nouveaux catalyseurs et procédés pour la conversion directe du gaz de synthèse (syngas) en oléfines légères sous conditions modérées de réaction (P = 1 à 5 bar). Le procédé et les catalyseurs seront optimisés pour le gaz de synthèse obtenu par la gazéification de plastiques utilisant une approche multi échelles qui commence par le design des catalyseurs, leur optimisation, les tests catalytiques, les expériences transitoires (SSITKA), et la modélisation des sites actifs déduit de la micro-cinétique. Les techniques de modélisation cinétique et l’approche de l’apprentissage automatique d’UGent procurent des informations uniques pour supporter le développement de nouveau catalyseur à haute performance. Le code SEMK (Single Event MicroKinetics), développé en interne, pour simuler la réaction Fischer Tropsch à base de catalyseurs de cobalt a été utilisé pour évaluer les performances (conversion et sélectivité) des catalyseurs à base de fer développé par UCCS. Le modèle d’évènement unique a été utilisé pour analyser l’impact de l’enthalpie d’adsorption chimique des atomes sur les cinétiques de réaction. En outre, l’approche de réseau neuronal, qui peut compléter les résultats obtenus par le model SEMK, a été utilisée pour l’étude des effets des conditions opératoires sur les performances des catalyseurs. Un conseil consultatif industriel a également été mis en place pour le projet, composé des sociétés Indaver, Suez, Galloo, Comet Traitements, Unilin, Recticel, Dow, Total Feluy, AVGI, Engie, Ematco et Ostend Basic Chemicals, Fost Plus, ArcelorMittal, Tivaco, Bonduele et Telene SAS. D'autres entreprises peuvent encore rejoindre le conseil consultatif. Une réunion de lancement a eu lieu avec le conseil consultatif industriel le 25 septembre 2019, au cours de laquelle une première introduction au projet a été donnée. Depuis, une réunion du consortium a lieu tous les 6 mois en présence du comité consultatif. Au total, 4 réunions ont déjà eu lieu avec le conseil consultatif (dont une réunion de lancement). A ces réunions du consortium, les membres du conseil consultatif et les partenaires associés reçoivent des informations de fond concernant le projet et ont la possibilité d'avoir une discussion avec les partenaires du projet. Dans le cadre du projet, un atelier annuel est organisé sur les différents thèmes principaux auxquels un large public industriel (y compris les membres du conseil consultatif) est invité. L'intention est de faire connaître le projet à l'industrie d'une part et d'avoir un ajout précieux de l'industrie basé sur leurs connaissances pratiques du cadre scientifique des ateliers d'autre part. Un premier atelier sur le thème «Traitement des déchets plastiques» a eu lieu le 8 mai 2019 à Gosselies lors des «Greenwin International Conferences Green Chemistry - White Biotechnology». Au total, 39 participants ont pris part à l'atelier provenant des 3 domaines de programme différents ou même au-delà. Un deuxième atelier sur «Gazéification et technologie des chambres vortex» a eu lieu le 14 mai 2020 via Microsoft Teams. Au total, 95 participants ont pris part à cet atelier. Un troisième atelier sur le thème «Purification du gaz de synthèse» est prévu le 10 mai 2021, également via Microsoft Teams. Dans le cadre du project, une série de deux conférences invitées est également organisée chaque année pour tous les chercheurs intéressés des différents partenaires du projet. Une première série de conférences invitées (assurée par une personne extérieure à l'université), une sur la synthèse Fischer-Tropsch(Andrei Khodakov, UCCS), l'autre sur la gazéification (Juray De Wilde, UCL), ont été organisées le 14 mai 2019 à l'Université de Gand. Une deuxième série de conferences invitees a été organisée le 28 mai 2020 via Microsoft Teams sur la purification des gaz de synthèse (Lilia Ben Mustapha, Certech) et sur la technologie des réacteurs vortex (Kevin Van Geem, UGent). Ces conférences sont disponibles sur le site internet du projet PSYCHE en tant que webinaires et sont également disponibles sous forme de vidéos Youtube.