Développement de nouveaux matériaux pour le traitement des eaux souterraines

L’objectif de ce travail de thèse est de synthétiser de nouveaux matériaux, permettant d’assurer simultanément plusieurs objectifs de traitement dans un même ouvrage, sur des stations de traitement des eaux. Techniquement, l’enjeu est de formuler un matériau suffisamment poreux pour permettre les échanges avec les eaux brutes, tout en maintenant une cohésion adéquate pour limiter la dispersion et une dégradation de la qualité chimique et physico-chimique des eaux. Ce travail de recherche innovant a bénéficié d’un préfinancement par l’Usine de Kervellerin, partenaire commanditaire du projet, et l’Université de Limoges, dans le cadre d’appels à projets exploratoires. La faisabilité scientifique est assurée par la collaboration de deux laboratoires de recherche de l’Université de Limoges : le laboratoire E2Lim, spécialisé dans les diagnostics environnementaux et les procédés biologiques et physico-chimiques de traitement des eaux ; et le laboratoire IRCER, spécialisé dans la science des matériaux et l’ingénierie des procédés. Différentes voies de synthèse des matériaux ont déjà été expérimentées (formulation par voie sèche ou par voie humide tels que le pressage, la granulation…) et l’efficacité des matériaux synthétisés a été testée via des tests en batch ou en colonne de laboratoire. Les premiers résultats comparatifs de traitement d’une eau brute sont prometteurs.

Les objectifs de ce travail de recherche sont multiples et ils s’inscrivent à la frontière entre le traitement des eaux et les sciences des matériaux :

Tester de nouvelles conditions opératoires de synthèse pour l’optimisation des caractéristiques physico-chimiques du matériau (composition, taille, porosité, durabilité…)

Caractériser les matériaux synthétisés (microscopie optique, MEB…),

Etudier la réactivité des matériaux synthétisés à l’échelle du laboratoire (tests en batch et en colonne) et comparer cette réactivité aux matériaux usuels, évaluer sa tenue et sa durée de vie,

Etudier l’impact des caractéristiques physico-chimiques et chimiques de l’eau brute sur la réactivité,

Optimiser la synthèse du matériau optimal à l’échelle industrielle,

Etudier la réactivité du matériau optimal à l’échelle semi-industrielle et in situ sur des stations de traitement,

Etudier la faisabilité technique du matériau optimal (tenue dans le temps, comportement aux cours des lavages, pertes de charges, consommation…),

Ce travail de thèse s’inscrit dans la problématique mondiale des changements climatiques et il vise à apporter des réponses et solutions à la pression quantitative et qualitative sur la ressource en eau.

Commanditaire :

Usine de Kervellerin - Dispositif CIFRE (Conventions Industrielles de Formation par la Recherche)

Laboratoire de recherche de rattachement :

Laboratoire E2Lim, Eau & Environnement Limoges, UR 24133

Laboratoire de recherche partenaire :

IRCER, Institut de Recherche sur les CERamiques, UMR CNRS 7315

Collaborations : Limoges Métropole, Direction du cycle de l’eau, SAUR

Le laboratoire E2Lim, unité de recherche de l’Université de Limoges regroupe les compétences en pointe dans le domaine de l’environnement dans diverses disciplines : chimie, biologie, microbiologie, sciences du sol et génie des procédés. Les 35 permanents apportent des réponses aux problèmes environnementaux aux services des acteurs économiques et sociaux dans le domaine du diagnostic comme dans celui du procédé. E2Lim se développe dans un contexte national et international où l’environnement constitue une priorité avec l’existence de partenariats forts avec les entreprises dans le cadre d’actions de recherche, de développement ou de stages de formation des étudiants et élèves ingénieurs.

Le travail de recherche sera réalisé exclusivement au sein du laboratoire E2Lim de l'université de Limoges.Une durée minimale de 20% de la durée totale est tout de même requise dans chacune des structures. Des déplacements seront donc à prévoir sur le site de l'entreprise en Bretagne mais aussi sur le territoire français pour rencontrer les exploitants sur le terrain. Des facilités de logement seront proposées lors du travail en entreprise en Bretagne. La répartition du temps n'a pas encore été précisément définie; elle peut varier en fonction des besoins de l'entreprise et du travail de recherche.

Le candidat partagera son temps entre du travail de recherche en laboratoire de recherche universitaire et du travail de R&D et prospection en entreprise au sein de l’Usine de Kervellerin (étude de marché, prospection sur le territoire…). Des conditions de logement avantageuses seront proposées à proximité de l’entreprise.

Le candidat doit être titulaire d’un diplôme d’ingénieur ou d’un master2 en « Chimie de l’Eau & Environnement », avec une spécialisation en traitement des eaux. Il doit disposer de solides compétences en caractérisation chimique et physico-chimique des effluents et idéalement avoir des connaissances en caractérisation du solide.

Le candidat doit être ingénieux, rigoureux, autonome et il devra faire preuve d’adaptabilité scientifique et humaine et d’une forte capacité d’intégration.