Cassandre Kouvatas, doctorante de l’ENSCR (Rennes), reçoit le Prix de thèse de chimie de l’AFC
Cassandre Kouvatas (doctorante dans l’équipe CSM de l’ENSCR, Institut des Sciences Chimiques de Rennes) a soutenu sa thèse sous la direction de Thierry Bataille, Eric Le Fur et Laurent Le Pollès. Elle portait sur la « Caractérisation structurale multiéchelle operando de catalyseurs industriels de type phosphate de vanadium. »« L’anhydride maléique est un composé chimique synthétisé pour la première fois dans les années 1830. Il est au centre de nombreuses applications commerciales et sa demande à l’échelle mondiale n’a cessé d’augmenter (production en Europe en 2016 : 325 ktonnes). Ce composé chimique est produit industriellement par oxydation du butane en température. Cette réaction, pour être efficace, est catalysée par des composés pulvérulents particuliers : les phosphates de vanadium (VPO). Cependant, les structures détaillées de ces solides d’intérêt, ainsi que leur mode de fonctionnement, restent encore mal connus.
Mon travail de thèse a donc consisté en l’étude ces matériaux VPO, afin de mieux comprendre le lien entre leurs structures cristallines et leurs propriétés catalytiques. Afin d’obtenir des informations les plus complètes possible, mon travail s’est basé sur une approche multi-échelle des études. Cela implique une combinaison de diverses méthodes de caractérisation permettant de sonder la matière à différents niveaux : la diffraction des rayons X (informations sur les structures à l’échelle globale), la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) du solide (sonde locale de la matière à l’échelle atomique), et des calculs quantiques permettant d’obtenir des paramètres caractéristiques du matériau à partir d’hypothèses structurales (pour les confirmer ou les infirmer, par comparaison avec les données expérimentales).
L’intérêt de ces études réside dans le fait qu’elles ont été réalisées à la fois ex situ (à température ambiante), mais aussi et surtout operando, c’est-à-dire en conditions catalytiques (en température et sous atmosphère réactive), afin d’étudier ces catalyseurs solides au plus près des conditions industrielles. L’intérêt est donc d’améliorer la compréhension des structures de ces composés et les transitions existant entre eux, en particulier dans des conditions proches du procédé catalytique. »