L’objectif de ces travaux, dans une optique de chimie verte et propre, consiste à élaborer des membranes polymères de porosité contrôlée, d’une part en utilisant des polymères issus de la ressource naturelle plutôt que synthétiques, et d’autre part en développant de nouveaux procédés de séparation de phase permettant l’utilisation que l’eau comme solvant. Une démarche couplée produit-procédé est utilisée pour comprendre les mécanismes induits lors de l’élaboration et les modéliser, à des fins de contrôle de la structuration et des fonctionnalités des membranes. Par ailleurs, une attention particulière est portée au cycle de vie de ces nouvelles membranes et à l’analyse environnementale globale du procédé d’élaboration.
Membranes sans solvant
Dans la thématique concernant les membranes vertes, l’étude de l’élaboration de membranes polymères sans solvant organique a été soutenue par un projet collaboratif ANR (programme CD2I) : POMEWISO (Polymeric Membranes Without Organic Solvent). L’objectif consiste à proposer un nouveau procédé d’élaboration de membranes en partant de polymères solubles dans l’eau (polymère dérivé de polymères naturels ou polymère synthétique) afin de préparer une membrane poreuse capable de filtrer des solutions aqueuses. Via un contrôle de la formulation et du procédé, nous avons réussi à déterminer les paramètres opératoires permettant de fabriquer des membranes ayant des morphologies asymétriques aptes à la filtration (contrôle des chemins de composition en cours d’élaboration).
Membranes à base de gélatine
Dans l’optique de respecter les principes de la chimie verte, la fabrication des membranes doit suivre un procédé sans solvant et une attention particulière doit être apportée au choix des composés (polymère, plastifiant, réticulant…) pour qu’ils soient non toxiques et si possible bio-sourcés. La gélatine est une alternative intéressante aux polymères de synthèse puisqu’elle est un sous-produit industriel abondant, issu des peaux et des carcasses d’animaux. Sa nature protéique lui confère de nombreuses fonctions chimiques différentes permettant de procéder à sa réticulation mais surtout d’interagir spécifiquement avec le CO2. Nos travaux de recherche portent sur le contrôle des mécanismes de structuration des membranes à base de gélatine afin d’en maîtriser les propriétés fonctionnelles. L’étude multi-échelle de la structure des membranes est mise en relation avec leurs propriétés de transport aux gaz.
Contacts :
Denis BOUYER, Catherine FAUR, José SANCHEZ, Jean-Pierre MERICQ
