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Dans le groupe PEPs, nous sommes actifs dans les domaines de l'ingénierie de la réaction (bio-) chimique, des opérations physiques unitaires, de la simulation de procédés, des systèmes énergétiques à faible émission de carbone et du développement durable. Cela inclut la maitrise des concepts fondamentaux tels que les transferts de masse et d'énergie et la dynamique des fluides en milieu multi-phasique.

Un point fort de notre approche est de relier les différentes échelles spatiales et temporelles:

  • à partir du niveau microscopique et même moléculaire
  • au niveau des équipements expérimentaux ainsi que la modélisation
  • obtenir la simulation complète des processus
  • et l'évaluation des possibilités de déploiement à grande échelle

Cela nous permet de décrire de façon fiable et d'optimiser les performances des processus sur base d’une modélisation physiquement saine, ce qui inclut l'extrapolation au-delà de la région expérimentale. Ces outils permettent une optimisation fondée sur la connaissance des équipements et des paramètres d'opération, comme préalable à une mise à l’échelle sûre, durable et rentable. Enfin, la simulation complète avec une analyse du cycle de vie (ACV) en tant que support d'éco-conception guide l'optimisation du procédé.

Des infrastructures expérimentales sont disponibles pour le développement et la validation de modèles, couvrant une large gamme d'applications, par exemple la trajectographie qui permet l’étude de l'hydrodynamique dans différents équipements, la (micro-) tomographie pour suivre la microstructure des matériaux et des systèmes pendant leur traitement , la caractérisation du comportement des gouttes et leur dispersion qui sont étudiées dans des appareils de mesure à l’échelle du laboratoire, ou encore l’utilisation d’équipements à l'échelle de l'installation pilote pour diverses opérations unitaires telles que le séchage et la distillation. De plus, un équipement d'analyse chimique adéquat est utilisé pour déterminer les compositions de phase gazeuse et liquide, y compris divers dispositifs de chromatographie et de rayons X.

Les perspectives futures pour notre recherche - outre le développement de nos méthodes fondamentales - est de développer des outils de conception d'ingénierie chimique pour l'avenir. Ainsi, nos thèmes de recherche actuels visent à permettre la conception sûre de processus chimiques et bio-sourcés durables, où le développement de matériaux et de processus énergétiques spécifiques au procédé impliquent des changements de propriétés dans les systèmes comme par exemple, une viscosité accrue, ce qui pose des défis à l'ingénieur chimiste. De même, le recyclage des matières usées comme la récupération du phosphore des boues d'épuration ou la séparation des éléments des terres rares dans les mines urbaines créent de nouvelles et difficiles tâches d'ingénierie. En particulier, les voies principales ainsi que les alternatives doivent être évaluées et comparées pour un développement durable et cela peut être fait avec les méthodes que nous concevons.

La majorité des méthodes et applications sont développées en coopération ou du moins en contact étroit avec l'industrie, y compris toutes les grandes entreprises chimiques et une variété de PME locales et européennes.

Sujets Principaux

  • Analyse du cycle de vie: détermination de l'impact environnemental associé aux produits ou procédés, soutien à l'écoconception, mise en œuvre des déclarations environnementales des produits
  • Gestion des boues: optimisation du traitement des boues d'épuration du conditionnement et de l'assèchement au séchage
  • Séchage des matériaux: étude de la cinétique de séchage et des changements de texture des matériaux en utilisant plusieurs technologies de séchage et des outils de caractérisation avancés tels que la microtomographie de rayons X pour suivre le retrait et les fissures
  • Extraction réactive et extraction de solvants: développer et valider un outil numérique pour les colonnes d'extraction basé sur une simulation au goutte à goutte où les paramètres des modèles sont déterminés à partir d'expériences
  • Coalescence, séparation de systèmes liquides biphasiques et décanteurs: design de décanteur basé sur la modélisation d'une goutte où les paramètres de coalescence sont déterminés à l'aide d'expériences de sédimentation en laboratoire
  • Évaluation exergétique et modélisation thermodynamique avancée: une comparaison exergo-économique de différentes voies de procédés entiers et d'étapes individuelles de procédés est réalisée, et plus spécifiquement, pour les produits bio-sourcés, des modèles thermodynamiques avancés sont développés.
  • Conception du réacteur: caractérisation expérimentale et modélisation du débit et du transfert de masse dans des réacteurs biologiques à cuve agitée et à colonne à empilement. Modélisation de leurs performances globales. Modèles d'échelle et de réduction.
  • Techniques expérimentales avancées: développement et adaptation de techniques de visualisation non invasives pour caractériser l'hydrodynamique et le transfert de masse dans (bio) réacteurs.
  • Ingénierie orientée sur les produits: fabrication de matériaux polymères poreux avec des propriétés d'utilisation finale contrôlées basées sur la maîtrise de leur microstructure par une sélection optimale des conditions de fabrication.
  • Captage du CO2: étude expérimentale de la stabilité des solvants et optimisation du processus de capture du CO2 après la combustion pour la réduction des émissions dans les grandes industries et les centrales électriques. Émissions de CO2 négatives avec capture d'air et stockage ou confinement du dioxyde de carbone.
  • Puissance-au-carburant: intégration de la capture du CO2 avec l'électrolyse de l'eau et la synthèse des combustibles liquides dont la densité énergétique élevée permet un stockage à long terme de l'énergie à partir de sources renouvelables variables.
  • Simulation de processus, optimisation et évaluation économique: modélisation statique et dynamique de procédés grands et complexes pour évaluer et améliorer leur efficacité énergétique, leur durabilité environnementale et leur viabilité financière.

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