Synthèse d’un biolubrifiant à partir d’une huile végétale : étude cinétique et performance

Le développement industriel est un des responsables des émissions de gaz à effet de serre et du réchauffement climatique. Pour respecter la loi de transition énergétique pour la croissance verte et atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050, les industriels se sont tournés vers le développement des énergies issues des ressources renouvelables ou du nucléaire. Pour le domaine des lubrifiants, la recherche actuelle se concentre sur la mise au point d’huiles biodégradables et écologiques. Ces lubrifiants sont indispensables pour la réduction d’usure des surfaces en mouvement.

Le remplacement des lubrifiants issus de matières fossiles par des matières biosourcées est l’alternative la plus prometteuse. Néanmoins, la composition hétérogène de ces matières renouvelables, disposant de moins bonnes propriétés physico-chimiques, pose un problème pour leur utilisation. En effet, ces huiles végétales sont composées d’une large variété de constituants possédant des doubles liaisons dans leur chaîne carbonée facilitant leur oxydation. Leur utilisation nécessite une modification de leurs propriétés physico-chimiques par différents procédés chimiques.

L'objectif de cette étude est de déterminer, à partir d’une analyse expérimentale, les conditions nécessaires à l’obtention d’un biolubrifiant conforme aux normes en vigueur, suivi d’un travail de modélisation des cinétiques chimiques et des transferts de matière. Dans un second temps, il s'agit d'évaluer les risques d'emballement du procédé en déterminant l'élévation de température du milieu réactionnel en mode adiabatique (ΔTad) ainsi que le temps disponible avant d'atteindre la vitesse maximale de la réaction (TMR).

Ce projet permettra d’étoffer l’expertise du laboratoire dans le domaine de la détermination des paramètres cinétiques et énergétiques associés aux procédés innovants et présentant une probabilité d’accident thermique. Ils permettront également de tester les milieux structurés d’intensification du procédé dans la réduction du coût énergétique. Cette technique d’intensification a été déjà utilisée dans l’époxydation de l’huile végétale [1].

[1] M. Jabbour, I. Ben Talouba, L. Balland, N. Mouhab, Kinetic study of the epoxidation intensification of methyl oleate by phase transfer catalysis in a micellar medium, Ind. Eng. Chem. Res., 63, 4, 1773–1783, 2024.

Le LSPC (UR 4704) - Laboratoire de Sécurité des Procédés Chimiques est une unité de recherche qui regroupe des enseignants-chercheurs spécialisés en génie des procédés des deux établissements, l'INSA Rouen Normandie et l'Université de Rouen Normandie, soit 15 enseignants-chercheurs encadrant une vingtaine de doctorants. Le LSPC développe ses recherches autour de 4 compétences fortes :
-    la détermination de cinétique chimique et le transfert en milieux multiphasiques,
-    le développement de bancs de mesures expérimentaux jusqu'à l'échelle pilote,
-    la modélisation et la simulation de procédés,
-    et la calorimétrie sous de multiples formes (réactionnelle, adiabatique, etc.).
Ses thèmes de recherche sont spécialisés dans la sécurité des procédés, la valorisation de la biomasse et la chimie verte, le captage et la valorisation du CO2 et l'intensification des procédés par procédés micro-ondes.

Le candidat recherché est de formation génie chimique ou chimie industrielle et a un diplôme d’ingénieur ou équivalent.
Des compétences en modélisation chimique et procédé sont nécessaires. Des connaissances de techniques expérimentales d’analyses chimiques et de calorimétries constitueraient un atout. Le candidat ou la candidate devra avoir un goût prononcé pour le travail en équipe et une motivation pour la mise en œuvre d’expériences nouvelles.