Dépollution par CO2 supercritique (scCO2)
Le dioxyde de carbone à l’état supercritique (scCO2) est un fluide aux propriétés intéressantes, situées entre celles d’un gaz et d’un liquide. En effet, en ajustant la température et la pression au-delà de son point critique (31,1°C et 73,8 bar), le fluide acquiert une diffusivité élevée lui permettant de pénétrer au cœur des matériaux solides, tout en conservant un pouvoir solvant lui permettant de dissoudre des composés spécifiques.
Cette double capacité permet l’extraction de ces composés avec une altération de la structure mécanique des matériaux traités limitée. De plus, l'utilisation du CO2 supercritique présente des avantages opérationnels et environnementaux car contrairement aux solvants organiques conventionnels, il est non toxique, non inflammable et ne laisse pas résidu sur le matériau final.
À l’échelle industrielle, le scCO2 est utilisé historiquement depuis les années 1980 pour la décaféination du café et l’extraction d’huiles essentielles ou d’arômes naturels.
Cette technologie est maintenant mise en œuvre pour recyclage des polymères notamment pour leur décontamination. En effet, le scCO2 provoque un gonflement de la matrice polymère, facilitant ainsi la migration et l’extraction des impuretés telles que les monomères résiduels, les additifs, les oligomères ou les polluants organiques. Ce procédé permet d'obtenir des polymères purifiés dont les propriétés techniques sont proches de celles de la matière vierge, favorisant leur recyclage.
Le scCO2 et sa propriété de gonflement peut également être utilisé pour le désassemblage de composites complexes (multicouches, contenants des fibres, panneaux photovoltaïque, chaussures, ...).
A POLYREC, nous utilisons actuellement ce fluide sur deux montages expérimentaux :
Cet instrument maintient l’échantillon au contact du même volume de scCO2 tout au long de l’expérience. De plus, un agitateur permet un contact plus homogène de l’échantillon avec le scCO2.
* Adapté de https://doi.org/10.1002/adfm.202104135
Cet instrument permet le passage d’un flux continu de scCO2 à travers l’échantillon tout au long de l’expérience. En traversant l’échantillon, le flux de scCO2 extrait les contaminants, qui sont évacués de la cellule et collectés dans les séparateurs. En sortie des séparateurs, le CO2 est filtré puis réinjecté dans le flux afin de limiter l'utilisation de CO2 additionnel.
Cet équipement permet également l'utilsation de co-solvant lorsque cela est nécessaire.
En plus des dispositifs expérimentaux en place, notre équipe développe et investi régulièrement dans de nouveaux montages et instruments afin de répondre à des besoins spécifiques. Ainsi, n’hésitez pas à nous contacter pour discuter avec nous de vos problématiques.