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CDD Chercheur/Post-Doc : Procédés électrostatiques, haute tension (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 3 février 2023

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Informations générales

Référence : UPR3346-NADMAA-079
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : FUTUROSCOPE
Date de publication : vendredi 13 janvier 2023
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 3 mois
Date d'embauche prévue : 1 mars 2023
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : Entre 2805 € et 3963 € bruts mensuels selon expérience
Niveau d'études souhaité : Bac+5
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

Au CNRS, sur le site du Futuroscope, l'Institut Pprime recrute un(e) chercheur (se) qui participera aux activités de recherche de l'équipe Triboélectrostatique relatives au contrat de l'Institut PPRIME avec la société GRANUPLAST sur l'amélioration d'une méthode de séparation triboelectrostatique des paillettes de PE et PP contenues dans certains mélanges provenant des lignes de recyclage des plastiques.

Activités

Dans le cadre d'un contrat de collaboration entre l'équipe Triboélectrostatique de l'Institut PPRIME et la société GRANUPLAST sur le site de Jassans-Riottier, après un diagnostic sur les faiblesses de la ligne de séparation électrostatique actuelle et la formulation des premières préconisations pour atteindre le fonctionnement de l'installation, les deux organismes souhaitent poursuivre leur partenariat pour améliorer les performances de l'installation. Il s'agit d'une part de proposer les modifications nécessaires pour améliorer l'existant dans le module de tribochargement et dans le module de séparation électrostatique. Des mesures et prélèvements seront effectuées sur le site de GRANUPLAST et des plans d'expériences seront conduits à Angoulême pour déterminer les paramètres optimaux de fonctionnement de l'installation actuelle. Et d'autre part, d'évaluer l'intérêt de précharger les paillettes en amont du tribochargeur dans le système de convoyage entre la sortie de l'essoreuse centrifuge et l'entrée du tribochargeur. Après la réalisation par GRANUPLAST des différentes modifications proposées, des mesures de charges électriques à plusieurs points de la ligne seront effectuées pour évaluer les performances de l'installation.
Des essais et réglages seront conduits in situ pour la validation fonctionnelle des modifications de l'installation. Les différents mesures, essais et réglages conduiront à des interruptions régulières du fonctionnement de l'installation.

*1ère étape : proposer des modifications nécessaires visant l'amélioration des performances du procédé actuel de séparation triboélectrostatique : 1er mars 2023 - 30 avril 2023.
Des essais préliminaires seront conduits sur l'installation industrielle pour déterminer les valeurs minimales et maximales du débit d'entrée du mélange dans le tribochargeur, de la vitesse de rotation et de l'inclinaison du tribochargeur, de l'inclinaison et des valeurs de la haute tension des électrodes afin de disposer des limites pour conduire plusieurs plans d'expériences.
Pour chaque point des plans d'expériences, des mesures et des prélèvements seront réalisés sur l'installation industrielle pour évaluer l'efficacité de la séparation (les quantités de produits obtenus et leurs puretés) :
- mesurer les masses introduites dans une unité de temps (une heure) dans l'installation et les quantités de paillettes récupérées dans les 11 compartiments du collecteur ;
- récupérer des échantillons de paillettes collectées dans chacun des 11 bacs, mesurer leur charge électrique en utilisant une cage de Faraday connectée à un électromètre, ainsi que leur masse, pour calculer ensuite le rapport charge électrique/masse (les valeurs élevées de ce rapport, typiquement supérieures à 4 nC/g garantissent la qualité de la séparation) ;
- prélever également des échantillons à la sortie de l'entonnoir qui contient le mélange à séparer, à la sortie du tribochargeur tournant et à la sortie de la goulotte oscillante, et mesurer pour chacun le rapport charge électrique/masse.
- pour chacun des échantillons, après la réalisation des mesures de charges électrique et de masse indiquées aux paragraphes précédents, évaluer les pourcentages de PP et PEHD en les scannant avec le SIROPAD.
La mise en œuvre des plans d'expériences et l'analyse et l'interprétation de ces données à Angoulême permettront de déterminer le point de fonctionnement optimal de l'installation industrielle. Des modèles mathématiques des puretés des séparations en fonction des paramètres de fonctionnement seront établis. Des essais seront conduits sur l'installation industrielle pour confirmer expérimentalement le point de fonctionnement optimal.

*2ème étape : Pré-étude de l'intérêt de précharger les paillettes en amont du tribochargeur : 1er mai 2023 – 31 mai 2023.
L'analyse in situ du système de convoyage de la matière entre la sortie de l'essoreuse centrifuge et l'entrée du tribochargeur permettra de déterminer s'il est possible de mettre à profit cet espace pour précharger le mélange à séparer. La charge triboélectrique à l'entrée du tribochargeur sera évaluée par la mesure des charges électriques directement par électromètre Keitheley, connecté à une cage de Faraday de construction particulière. Ces mesures à différents points de la ligne au point de fonctionnement optimal déterminé lors de l'étape une permettront d'évaluer l'intérêt ou non d'avoir un système de précharge.
Les résultats obtenus lors de la phase d'amélioration et de la pré-étude d'un système de précharge nous permettront de définir les jalons d'une éventuelle deuxième collaboration pour modifier plus structurellement le système actuel.

Compétences

Le(a) candidat(e) devra posséder les compétences suivantes :
- Ingénierie des hautes tensions
- Instrumentation de mesure de grandeurs électriques (potentiel, charge)
- Méthodologie des plans d'expériences
- Techniques d'acquisition et d'analyse des données
- Rédaction des rapports techniques et scientifiques

Contexte de travail

L'équipe Electro-Fluido-Dynamique a des compétences internationalement reconnues dans la modélisation expérimentale et numérique des phénomènes physiques associés aux mouvements de particules chargées ou polarisées dans un fluide en présence d'un champ électrique. Cela concerne la précipitation électrostatique à l'échelle des particules nanométriques jusqu'à la séparation électrostatique de granules à l'échelle millimétrique, en passant par la manipulation électrostatique des poudres et des matériaux pulvérulents à l'échelle du micromètre. L'approche des investigations est principalement expérimentale, mais elle est soutenue par une activité croissante de modélisation numérique et analytique. La partie la plus importante des activités de cette équipe concerne la recherche et développement d'une gamme de chargeurs triboélectriques (à cylindre tournant, à lit fluidisé, à vibration) et de séparateurs électrostatiques (à tambour, à bande métallique, à deux électrodes disques) pour le recyclage des matériaux granulaires provenant des déchets d'équipements électriques et électroniques. Ces installations industrielles ou de laboratoire sont le résultat des partenariats industriels forts avec les sociétés CITF (deux thèses CIFRE), constructeur de machines spéciales, Michelin, et APR2 et Environnement Recycling, spécialistes du recyclage, ainsi que des collaborations universitaires (PHC – TASSILI et BRANCUSI, ERASMUS) avec des établissements d'enseignement supérieur d'Algérie (Sidi-Bel-Abbes, Oran, Guelma, Constantine) ou de Roumanie (Cluj-Napoca, Bucarest, Timisoara).

Contraintes et risques

Des déplacements de courte durée, en France, sont à prévoir.

Informations complémentaires

Une prolongation de contrat est envisagée en fonction des résultats obtenus.

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