Les actions du LRGP dans le domaine de l’hydrométallurgie sont structurées autour d’une équipe de 15 personnes environ ( permanents, doctorants, post-doctorants et masters), réparties dans les axes PERSEVAL et Génie des Produits, qui possèdent des compétences dans les procédés physico-chimiques et électrochimiques pour la réduction ou pour la récupération des métaux (électrolixiviation et phytomine), nécessitant la maîtrise des processus de spéciation, de physicochimie, d’électrochimie, de précipitation, de génie des procédés (transfert de matière, chaleur, écoulement diphasique) et d’analyse de cycle de vie.
Le LRGP vise ainsi à structurer et afficher ses compétences dans le domaine des procédés hydrométallurgiques. Cette thématique a donné lieu à deux journées (J3P) où différents acteurs lorrains (IJL, Géoressources) et nationaux (CEA, LGC, Équipe RMMD Institut Chimie Paris) et industriels ont montré un grand intérêt. Un projet de GDR hydrométallurgie est en cours.
L’action Hydrogène en Lorraine a été construite dans le cadre du Pacte Lorraine, suite à l’identification par l’Alliance ANCRE en 2014. Elle associe les laboratoires de l’Université de Lorraine-CNRS (LRGP, LEMTA, IJL, GREEN…), le CEA et des acteurs industriels, et a pour objectif de renforcer la visibilité dans le domaine par la création d’une plate-forme expérimentale partagée. Elle est aujourd’hui portée par le projet IMPACT dans le cadre de l’I-SITE Lorraine Université d’Excellence (LUE), qui a élargi son périmètre à des laboratoires de l’innovation et des SHS.
La transversalité au niveau du LRGP concerne, la production de l’Hydrogène par réformage du méthane, la séparation des gaz par voie membranaire, la conception optimale des systèmes énergétiques et de leur intégration (axe PRIMO), la production de H2 par voie biologique (axe BIOPROMO) et par pyrolyse gazéification (axe CITHERE), ainsi que les matériaux pour la production de H2 par photolyse (axe Génie des Produits). Le laboratoire a démarré également une analyse de ses forces sur la thématique plus générale de l’Énergie.
Les actions du LRGP dans le domaine des bioraffineries, thématique au cœur des enjeux de la chimie durable constituant un des piliers du programme européen Horizon 2020, recouvrent un large spectre de compétences qui a fait l’objet d’un document de synthèse de type livre blanc, structuré autour de 13 fiches projets et impliquant les 5 axes du laboratoire avec une vingtaine de permanents au total.
Les activités réalisées dans le cadre de nombreux projets de recherche nationaux ou européens concernent à la fois le traitement des ressources végétales en amont de la chaîne (extraction d’huile à partir de colza par voie supercritique par exemple), la transformation de la biomasse par voie thermique (gazéification et production de gaz de synthèse, pyrolyse de la lignine pour production d’aromatiques) ou biotechnologique (production d’intermédiaires à partir de sucres), la conversion de biomolécules par voie catalytique (transestérification de lipides par exemple) ou enzymatique (acylation de peptides), les procédés de séparation et de purification (membranes, chromatographie) ou encore l’élaboration de produits biosourcés (polymères acryliques).
Un portefeuille d’outils méthodologiques dédiés vient en appui de ces travaux : modélisation des procédés (bioréacteurs, procédés catalytiques, bioséparations), simulation de l’ensemble d’une filière dans un environnement de type PSE (Process System Engineering), prise en compte des aspects sécurité et Analyse de Cycle de Vie (ACV).
Au final, le LRGP dispose d’un savoir-faire concernant les différents types de ressources végétales (sucres, protéines, lipides, bois) et associant les enjeux des différentes briques technologiques de la filière : traitement de la ressource, conversion thermique ou biologique de la biomasse, extraction/purification de biomolécules, élaboration de produits à fonction d’usage.
Les actions au LRGP dans le domaine de la capture à la valorisation du CO2 regroupent environ 20 personnes (permanents, doctorants, post-doctorants et masters) dont les compétences sont réparties sur les axes PERSEVAL, PRIMO et BIOPROMO, sur des domaines complémentaires de la chaîne de traitement. Ces actions sont portées en partie par le projet Valorco (PIA ADEME).
Un premier volet concerne la filtration des fumées chaudes à haute efficacité vis-à-vis des poussières fines tout en limitant le colmatage et donc la dépense énergétique en vue de leur valorisation par voie thermochimique ou biotechnologique.
Le second porte sur le captage du CO2 par voie membranaire qui permet d’une part la séparation sélective et la covalorisation des mélanges de gaz CO2 / CO/ H2 très souvent associés mais également la capture à bas coût énergétique en vue de la valorisation chimique ou biologique des composés CO2, CO et H2.
Le troisième volet concerne :
• La valorisation biochimique du CO2 en méthane, par intensification du méthaniseur ;
• La production exogène de biohydrogène permettant la covalorisation du CO2 ;
• Les réacteurs de transformation thermochimiques catalytiques du CO2 en méthane (méthanation) soit en méthanol ou Diméthyléther dans des réacteurs intensifiés.