Laboratoire des procédés Membranaires et des Techniques de Séparation et de Récupération
Présentation
Le laboratoire développe des thématiques sur l’élaboration et caractérisation des membranes sélectives et de matériaux fonctionnalisés, associés à des liquides ioniques, plastifiants ou autres extractants et leurs applications dans les procédés d’extraction et de séparation des mélanges gazeux et liquides ( CO2, N2, O2 , composés volatiles, polluants métalliques et organiques). Le laboratoire dispose d’une expérience non négligeable en termes de caractérisation morphologique des membranes et matériaux avec des techniques d'analyse des états de surface et d'imagerie.
Objectifs de recherche scientifique et de développement technologique
La prise en compte de plus en plus importante par l’opinion publique des problèmes liés à l’environnement oblige aujourd’hui les industriels, en particulier les industriels de la chimie, à intégrer la notion de développement durable dans leurs procédés, c'est-à-dire à mettre en œuvre des procédés qui sont moins polluants, moins émetteurs de gaz à effet de serre, utilisant moins de composés à forte tension de vapeur, des procédés mieux contrôlés. De ce fait plusieurs alternatives sont envisagées par les grands groupes chimiques pour redéployer leurs procédés. Parmi celles-ci, l’utilisation de produits de la chimie verte types liquides ioniques basse température qui paraît intéressante dans la mesure où ils ont déjà montré que certains grands procédés de l’industrie chimique (pharmaco-chimie et procédés pétroliers) pouvaient être transposés dans ces milieux, voire même être améliorés en terme de rendement, de sélectivité voir même de chiralité, tout en éliminant une part importante des nuisances apportées par les solvants classiques.
L’extraction est le moyen le plus adéquat pour la récupération et la séparation de différentes espèces organiques et inorganiques. Parmi les techniques d’extraction, les procédés membranaires suscitent de plus en plus l’intérêt des chercheurs. Les procédés à membranes d’affinité (membranes liquides volumiques (MLV), membranes liquides à émulsion (MLE), membranes à liquide supporté (MLS) et membranes polymères à inclusion (MPI)) présentent l’intérêt de combiner les avantages de l’extraction par solvant avec ceux des membranes solides. Ces procédés offrent des perspectives d’utilisation industrielle car ils permettent une extraction en une seule étape impliquant une faible consommation d’extractant, de solvant et d’énergie.
Le laboratoire s’intéresse au développement de ce type de membranes utilisant d’une part des solvants classiques et d’autres part des liquides ioniques en vu de les comparer du point de vu de leurs performances respectives. L’objectif principal étant de confirmer l’utilisation des membranes plus stables et plus sélectives, donc plus pratiques que d’autres types déjà appliquées.
Afin d’apporter une contribution à la validation de ces membranes pour une application industrielle futur, l’étude se base sur l’examen des paramètres affectant le transport et le procédé d’extraction (type de membrane, solvant ,extractant, plastifiant, composition des phases aqueuses, pH, force ionique, type de soluté organique ou inorganique, etc…) pour les adapter à la récupération et la séparation d’espèces organiques et inorganiques à partir de solutions aqueuses.
En complément, des méthodes mathématiques et/ou statistiques seront envisagées pour favoriser le développement ou l'évaluation pertinente de différentes expérimentations. En particulier, la chimiométrie qui aide à tirer le meilleur profit de mesures complexes à plusieurs paramètres est intéressante (par exemple dans le domaine des membranes, on peut séparer plus facilement des contributions spectrales d'espèces qui sont en même temps dans le système (spéciation par exemple)). Cette discipline nous procure une grande capacité de traitement de données. Elle est généralement concernée par les méthodes mathématiques pour la sélection, l'optimisation des procédures analytiques et l'exploitation des données expérimentales.
Les objectifs de recherche du laboratoire s’articulent autour d’une approche pluridisciplinaire et multi-échelle de :
-Elaboration et modification de nouveaux matériaux fonctionnels par l’introduction de produits de la chimie verte de type liquides ioniques basse température tout en éliminant une part importante des nuisances apportées par les solvants classiques;
- Caractérisation morphologique des membranes et matériaux avec des techniques d'analyse des états de surface et d'imagerie.
-Développement des procédés membranaires utilisant les membranes d’affinité en raison des avantages qu’elles présentent, en particulier l’économie dans l’utilisation des produits chimiques ;
-Mise en œuvre de contacteurs membranaires pour application à échelle laboratoire et pilote de traitement des effluents, la séparation de gaz, les biotechnologies en lien avec les sciences des aliments et de la santé.
Thèmes mis en œuvre :
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Fonctionnalisation des matériaux ;
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Membranes Réactives et permsélectives ;
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Etude des contacteurs à membrane;
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Chimiométrie, Spectroscopie et Modélisation.