Modélisation physicochimique du transport intra-granulaire de gaz toxiques pour la rationalisation du temps de claquage d’adsorbants de nouvelles générations – MODYTICS

La filtration de l’air est un enjeu sociétal majeur pour la protection des personnels dans les contextes industriel et militaire. Ainsi, dans le cadre militaire, la stratégie de protection de nos forces armées face aux risques d’attaques chimiques nécessite un ajustement profond pour prendre en compte la grande variabilité des situations de danger.
le projet MODYTICS a pour objectif de développer un modèle physicochimique de l’adsorption et du transport dans des systèmes de filtration (ex cartouches d’adsorbants) qui s’appuiera sur des paramètres moléculaires liés à l’adsorbat (interactions microscopiques adsorbat/adsorbat et adsorbat/adsorbant mais aussi coefficients de diffusion en phase gaz et en phase adsorbée) et des paramètres structuraux de l’adsorbant (porosité, granularité, tortuosité, etc.). Les valeurs de ces paramètres, au cœur de cette modélisation rigoureuse de type « bottom-up », seront estimées par des expériences facilement accessibles en laboratoire et/ou par des approches de simulation moléculaire. Grâce à un couplage fort entre expérience et théorie mais aussi une stratégie de passage d’échelles robuste, cette nouvelle approche de modélisation rationnelle permettra la prédiction du temps de claquage pour tout type de conditions expérimentales. En particulier, à partir d’un jeu de données simples, notre modèle permettra de considérer (1) des conditions qui sortent de celles inhérentes aux tests en laboratoire et (2) des nouveaux adsorbants tels que les matériaux Metal Organic Framework, les zéolithes et matériaux associés dont les propriétés d’adsorption et de transport diffèrent de celles des matériaux de l’état de l’art (typiquement les charbons actifs).