Développement de nouveaux capteurs en ligne de conversion et de masse molaire pour des procédés de polymérisation en solution

La maîtrise des propriétés des polymères produits en solution reste un enjeu scientifique et industriel important. Les difficultés rencontrées résultent principalement du manque de capteurs en ligne fiables et robustes, et de la complexité des mécanismes réactionnels mise en jeu lors de procédés de polymérisation. Deux des variables les plus importantes à contrôler en ligne sont la conversion et la Distribution des Masses Molaires (DMM). Le suivi en ligne de la première, étroitement liée à la température de réaction, garantit la sécurité et la productivité du procédé. La DMM contrôle les propriétés physiques des polymères et détermine ainsi leurs propriétés d'usage. Le développement de nouveaux capteurs pour suivre en ligne les évolutions de ces variables clés a constituté la majeure partie de cette thèse. Deux techniques de mesure en ligne de la conversion ont été développées: la diélectrométrie et la spectrométrie Proche InfraRouge (PIR) associée à une sonde immersible à fibres optiques. Ces techniques ont été testées sur trois différents procédés discontinus et semi-continus d'homopolymérisation des monomères : Méthacrylate de méthyle (MMA), Acrylate de butyle (Abu) et Acide acrylique, et aussi dans le cas de la copolymérisation MMA/Abu. Dans ce dernier cas, les conversions individuelles ont également été estimées. La spectroscopie Pir a été utilisée avec succès pour la mesure en ligne de la masse molaire moyenne en masse dans les procédés de polymérisation de l'acide acrylique et du MMA, en mode discontinu et semi-continu avec des conditions opératoires très différentes. Enfin, un modèle de connaissance de la cinétique et des masses molaires moyennes a été développé pour le prodédé de polymérisation en solution du MMA. Ce modèle devrait permettre la conception ultérieure d'une loi de commande en boucle fermée, grâce à la mesure PIR en ligne, manipulant les diverses entrées disponibles du procédé (débits de monomères, de solvant et d'agent de transfert de chaîne).LYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF