Greener chemistry for the planet

Claude Grison fauchant des parties aériennes de renouées du Japon, "Fallopia japonica", dans le Gard. Cette plante envahissante se développe en France depuis le XIXe siècle, mettant en danger les écosystèmes locaux et les zones humides. La renouée est très difficile à éliminer et des scientifiques étudient l’impact de la fauche sur sa reprise. Des fauches répétées sont réalisées à fréquence précise et à hauteur idéale pour épuiser l'espèce et limiter sa prolifération de manière douce et non…

Solution d’un composé photothermique, dans une cuve en verre, soumise à une irradiation laser dans le proche infrarouge (le faisceau infrarouge invisible à l’œil est matérialisé par un faisceau pilote additionnel rouge). L'irradiation de cette solution est réalisée dans le cadre de recherche de composés ayant la capacité de convertir l’énergie lumineuse en chaleur, il s'agit de l’effet photothermique. Pour certains composés, quelques microgrammes permettent de porter à ébullition de l’eau sous…

Analyse par un DFA (dynamic foam analyser) d'une mousse produite par un tensioactif, utilisé par exemple dans les shampoings, afin d'évaluer son pouvoir moussant. Cet analyseur permet de caractériser la production, la stabilité ainsi que la structure (nombre, taille des bulles) de la mousse. Sur l'écran d'ordinateur, une vidéo prise en direct par la caméra permet de suivre l'évolution de la mousse. L'objectif est de synthétiser par chimie verte des tensioactifs biosourcés dérivés de la glycine…

Cultures de microalgues disposées sur un plateau agitateur pour obtenir des starters pour des cultures dans des bioréacteurs de contenance plus importante. Les souches sont plus faciles à maîtriser lorsqu'elles sont conservées en petits volumes. L'agitation du plateau permet d'éviter que les souches ne sédimentent et de maintenir une certaine homogénéité du milieu et des gaz présents dans les cultures. La porosité des bouchons maintient les échanges gazeux avec l'extérieur mais empêche les…

Bioréacteurs d'étude utilisés pour la culture de deux souches de microalgues : en vert la Spiruline, "Arthrospira platensis" et en rouge Porphyridium. Des prélèvements réguliers permettent de suivre la concentration des microalgues pour voir comment elles se développent, leur composition pigmentaire, les niveaux de sucres et de protéines et de vérifier l'absence de bactéries. La production de microalgues trouve des applications dans les biocarburants, la chimie verte, la cosmétique ou encore le…

Jussies d'eau, "Ludwigia peploides", sèches, conservées au laboratoire ChimEco / Bioinspir. La récolte massive est nécessaire pour contrôler la prolifération de cette plante aquatique envahissante. Une fois séchées et broyées, les jussies servent de matière filtrante dans des biofiltres dépolluants. Leur fonctionnement repose sur la biosorption, un phénomène physico-chimique qui permet à certaines plantes de capter et de stocker naturellement une grande quantité d’éléments traces métalliques …

Mouillage d'une feuille de taro, "Colocasia esculenta", pour reproduire l'humidité du milieu de vie naturel de cette plante, lors de l'étude de ses capacités de dépollution en milieu contrôlé. L'objectif est d'étudier les aptitudes naturelles d'épuration des eaux des tarodières de Polynésie française, vis-à-vis des herbicides utilisés dans la culture de l'ananas. Ce projet collaboratif est mené par les laboratoires ChimEco, CRIOBE et la Klorane Botanical Foundation.

Préparation d'une transformation chimique écocatalysée par activation micro-ondes afin d'obtenir une molécule très utilisée en parfumerie. Une scientifique contrôle les paramètres clés de la transformation (température, pression, puissance et agitation) sur un réacteur micro-ondes. Cette technique de la chimie verte permet de combiner deux apports d’énergie qui vont faciliter la transformation d’une molécule organique. Les temps de réaction sont fortement réduits, ce qui constitue une économie…

Préparation du traitement thermique des feuilles de renouées du Japon, "Fallopia japonica", afin de détruire la matière organique. Les parties minérales seront utilisées en écocatalyse. Cette plante envahissante se développe en France depuis le 19e siècle, mettant en danger les écosystèmes locaux et les zones humides. La renouée est très difficile à éliminer et des scientifiques étudient l’impact de la fauche sur sa reprise, afin de mettre en place une technique douce et non destructive pour…

Claude Grison collectant des feuilles de renouées du Japon, "Fallopia japonica", dans le Gard, à des âges différents. Cette plante envahissante se développe en France depuis le XIXe siècle, mettant en danger les écosystèmes locaux et les zones humides. La renouée est très difficile à éliminer et des scientifiques étudient l’impact de la fauche sur sa reprise, afin de mettre en place une technique douce et non destructive pour limiter sa prolifération. Les parties aériennes (tiges, feuilles, etc…

Echantillon en cours d'examen, lors de l'analyse du taux d'éléments métalliques après biosorption à l'aide d'un spectromètre d'absorption atomique à four graphite. La biosorption est un phénomène physico-chimique qui permet à certaines plantes de capter et de stocker naturellement une grande quantité d’éléments traces métalliques (ETM). Cette propriété est exploitée dans des biofiltres dépolluants dont la matière filtrante est constituée de plantes biosorbantes. Cette solution naturelle…

Arrachage de jussies d'eau, "Ludwigia peploides", par la Compagnie nationale du Rhône (CNR), dans le Gard. L'objectif est de contrôler la prolifération de cette plante aquatique envahissante qui met en danger les écosystèmes locaux et gêne la navigation. L'impact des récoltes sur la dynamique de reprise de cette espèce est étudié en étroite collaboration avec la CNR. Les jussies récoltées servent également de matière filtrante dans des biofiltres dépolluants. Leur fonctionnement repose sur la…

Imagerie au microscope optique à épifluorescence d'un biofilm dans un réacteur microfluidique. Les images tridimensionnelles obtenues sont analysées par Benjamin Erable. Chercheur en génie des bioprocédés, il étudie les biofilms au Laboratoire de génie chimique (LGC) à Toulouse. Un biofilm, ou film microbien, est une communauté constituée de microorganismes englobés dans une matrice protectrice de polymères qui se forme sur des surfaces naturelles ou artificielles. Ici, le biofilm est observé à…

Exemple de montée en échelle (pour se rapprocher des conditions industrielles), d'une synthèse d'un tensioactif biosourcé en utilisant un réacteur de 5 litres. L'objectif est de synthétiser par chimie verte des tensioactifs biosourcés dérivés de la glycine bétaïne (co-produit de l'industrie sucrière, la betterave à sucre) et d'alcools gras (huiles végétales). Certains produits biosourcés de cette famille sont déjà développés industriellement par la société SurfactGreen.

Exemple de montée en échelle (pour se rapprocher des conditions industrielles), d'une synthèse d'un tensioactif biosourcé en utilisant un réacteur de 5 litres. L'objectif est de synthétiser par chimie verte des tensioactifs biosourcés dérivés de la glycine bétaïne (co-produit de l'industrie sucrière, la betterave à sucre) et d'alcools gras (huiles végétales). Certains produits biosourcés de cette famille sont déjà développés industriellement par la société SurfactGreen.

Préparation d'un distillateur moléculaire. De l'azote liquide est utilisé pour piéger les vapeurs et protéger la pompe. Ce distillateur permet de récupérer, par un procédé vert de distillation moléculaire, l'alcool gras résiduel en fin de réaction, pour le réutiliser. Cette réaction est une synthèse par chimie verte de tensioactifs biosourcés, dérivés de la glycine bétaïne (co-produit de l'industrie sucrière : la betterave à sucre) et d'alcools gras (huiles végétales). Certains produits…

Allume-feu fabriqué à base de vitrimère biosourcé et de bois recyclé. Les vitrimères à base d'huile sont facilement inflammables, ils se consument sans fumée, ni odeur, en ne laissant aucun résidu. Associés avec du bois, ils permettent de fabriquer des allume-feux très efficaces, entièrement biosourcés.

Bois recyclé incorporable à un biopolymère pour la fabrication d'allume-feu. Les vitrimères à base d'huile sont facilement inflammables, ils se consument sans fumée, ni odeur, en ne laissant aucun résidu. Associés avec du bois, ils permettent de fabriquer des allume-feux très efficaces, entièrement biosourcés.

Les étapes de la synthèse d'un vitrimère à partir d'huile végétale. L'huile végétale (à gauche) est époxydée (au centre) puis réticulée à l'aide d'un réactif bifonctionnel pour aboutir au vitrimère (à droite).

Caractérisation par DMTA (analyse mécanique dynamique en température) d'un vitrimère biosourcé à base d'huile végétale. Les vitrimères ont été découverts en 2010 par Ludwik Leibler et présentent des propriétés situées entre les thermoplastiques et les thermodurcissables. Biosourcés, ils peuvent être utilisés pour substituer certains plastiques pétrosourcés.

Optimisation du procédé de synthèse de molécules odorantes par métathèse d’oléfines Z-sélective en flux continu. Mise au point du plan d'expérience avec les différents paramètres à prendre en compte en flux continu (température, débit, temps de résidence, charge catalytique, ...) pour combiner activité et sélectivité des catalyseurs Z-sélectifs.