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Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR)

RENNES CEDEX

Les axes de recherche à l'Institut des Sciences Chimiques de Rennes se déclinent autour des matériaux pour le développement durable : éco-matériaux et éco-procédés, matériaux pour la conversion de l’énergie et autour des molécules et matériaux pour la santé.

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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.

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Exemple de montée en échelle d'une synthèse d'un tensioactif biosourcé en utilisant un réacteur de 5 litres
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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…

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Analyse d'une mousse produite par un tensioactif afin d'évaluer son pouvoir moussant
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Solution contenant des clusters métalliques à base de molybdène dans une cellule à dégazage trempant dans un bain d'azote liquide. L'objectif est de déterminer les propriétés intrinsèques des clusters et ainsi, à partir de ces résultats, d’étudier leur capacité à générer des radicaux libres (espèces réactives de l’oxygène ou ROS : reactive oxygen species), en présence d’oxygène (ou rendement de production de ROS). Ces radicaux libres sont utilisables dans le domaine de la santé en thérapie…

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Solution contenant des clusters métalliques à base de molybdène dans une cellule à dégazage
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Glycine bétaïne utilisée dans le cadre de la synthèse par chimie verte de tensioactifs biosourcés. Ces tensioactifs sont dérivés de la glycine bétaïne, un 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.

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Glycine bétaïne utilisée dans le cadre de la synthèse par chimie verte de tensioactifs biosourcés
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Observation de la photoluminescence de nanoparticules dopées en clusters métalliques de molybdène, qui sont dispersées dans l'eau. L'expérimentateur irradie la solution avec un pointeur laser bleu (405 nm) et celle-ci émet dans la zone du rouge proche infrarouge en l'absence d'oxygène. En présence d'oxygène l'émission est moins intense, mais l'irradiation génère des radicaux libres (espèces réactives de l’oxygène ou ROS : reactive oxygen species) qui sont utilisables en thérapie photodynamique.

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Observation de la photoluminescence de nanoparticules dopées en cluster métallique de molybdène
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Récupération de l'alcool gras en fin de réaction, distillé par un procédé vert de distillation moléculaire, permettant de le réutiliser pour de futures synthèses. 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 biosourcés de cette famille sont déjà développés industriellement par la société SurfactGreen.

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Récupération de l'alcool gras distillé par un procédé vert de distillation moléculaire
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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.

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Exemple de montée en échelle d'une synthèse d'un tensioactif biosourcé en utilisant un réacteur de 5 litres
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Réaction d'estérification, une des étapes de la synthèse par chimie verte de tensioactifs biosourcés. Ces tensioactifs sont 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.

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Réaction d'estérification, une des étapes de la synthèse par chimie verte de tensioactifs biosourcés
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Solution contenant des clusters métalliques à base de molybdène dans une cellule à dégazage trempant dans un bain d'azote liquide. Un robinet est actionné pour isoler le contenu de la cellule de son environnement, avant d'effectuer les cycles de dégazage. L'objectif est de déterminer les propriétés intrinsèques des clusters et ainsi, à partir de ces résultats, d’étudier leur capacité à générer des radicaux libres (espèces réactives de l’oxygène ou ROS : reactive oxygen species), en présence d…

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Solution contenant des clusters métalliques à base de molybdène dans une cellule à dégazage
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Au premier plan, une poudre de clusters métalliques de molybdène sous irradiation UV-A. Au second plan, d'autres matériaux luminescents. Ces clusters métalliques sont utilisés pour des applications dans le domaine de l'énergie (concentrateur solaire luminescent) ou la santé (générateur de radicaux libres ou ROS : reactive oxygen species).

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Poudre de clusters métalliques de molybdène sous irradiation UV-A et autres matériaux luminescents
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Récupération de l'alcool gras en fin de réaction, distillé par un procédé vert de distillation moléculaire, permettant de le réutiliser pour de futures synthèses. 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 biosourcés de cette famille sont déjà développés industriellement par la société SurfactGreen.

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Récupération de l'alcool gras distillé par un procédé vert de distillation moléculaire
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Irradiation d'une solution d’un composé photothermique par un 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 irradiation alors que sans…

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Irradiation d'une solution d’un composé photothermique par un laser dans le proche infrarouge
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Pièce de polymère dopé en clusters métalliques émissif dans le rouge proche infrarouge. Elle est déposée dans un creuset en quartz sur un support de mesure de propriétés d'émission. Ici, la pièce de polymère est irradiée avec une lumière UV afin qu'elle luminesce. Ces matériaux sont utilisables dans les domaines de l'énergie et de la santé.

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Pièce de polymère dopé en clusters métalliques émissif dans le rouge proche infrarouge
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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…

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Préparation du distillateur moléculaire pour l'élimination et le recyclage de l'alcool gras résiduel
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Alignement d'un banc optique pour réaliser des mesures de luminescence par absorption à deux photons sur des nanoparticules à clusters métalliques de molybdène. Au fond, une partie de la chaîne laser femtoseconde accordable et à droite de la main, une cellule en quartz (avec un bouchon en caoutchouc blanc) contenant la solution de nanoparticules. L'objectif est de déterminer les propriétés intrinsèques des clusters et ainsi, à partir de ces résultats, d’étudier leur capacité à générer des…

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Mesures de luminescence sur des nanoparticules à clusters métalliques de molybdène
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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.

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Exemple de montée en échelle d'une synthèse d'un tensioactif biosourcé en utilisant un réacteur de 5 litres
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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. 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)…

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Analyse d'une mousse produite par un tensioactif afin d'évaluer son pouvoir moussant
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Support en plastique, développé par impression 3D, permettant de positionner une sonde thermique dans la cuve en verre où une solution d’un composé photothermique est soumise à une irradiation laser dans le proche infrarouge (le faisceau infrarouge invisible à l’œil est matérialisé par un faisceau pilote additionnel rouge). La sonde permet de connaître la quantité exacte de photons qui irradient la solution par unité de surface. Cette expérience est réalisée dans le cadre de recherche de…

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Support en plastique, développé par impression 3D, permettant de positionner une sonde thermique
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Mise en place d'une cellule de caractérisation photophysique sur un banc de dégazage. La solution jaune contenant des clusters métalliques de molybdène est plongée dans un bain d'azote liquide pour être congelée. Le système de verrerie permet la mise sous vide poussé (10-6 mbar) ce qui permet de retirer l'oxygène dissous dans la solution au départ. Une fois l'opération effectuée, la cellule est retournée et les mesures photophysiques sont réalisées sur le banc optique grâce à la partie…

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Mise en place d'une cellule de caractérisation photophysique sur un banc de dégazage
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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…

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Préparation du distillateur moléculaire pour l'élimination et le recyclage de l'alcool gras résiduel
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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.

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Exemple de montée en échelle d'une synthèse d'un tensioactif biosourcé en utilisant un réacteur de 5 litres
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Dégagement d'hydrogène sur une électrode métallique au cours d'une électrolyse alcaline, dans une macrocellule électrochimique. Il s'agit d'une collaboration entre le CNRS et H2X-Ecosystems qui consiste à mettre au point des électrodes imprimées en 3D (structure, matériaux) en vue de l’électrolyse industrielle alcaline. C'est une méthode de production d’hydrogène consistant à séparer l’oxygène et l’hydrogène de l’eau.

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Electrolyse alcaline pour la production d'hydrogène
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Cellule photoélectrochimique utilisée pour étudier l’oxydation de l’eau, réaction indispensable pour la production d’hydrogène, avec une photoanode de vanadate de bismuth (BiVO4) modifiée. Les cellules photoélectrochimiques (cellules PECs) sont des dispositifs permettant de convertir l’énergie solaire en "carburants". Ces dispositifs sont constitués de photoélectrodes semiconductrices immergées dans un liquide. Sous illumination, les charges photogénérées dans le semiconducteur diffusent vers l…

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Cellule photoélectrochimique utilisée pour étudier l’oxydation de l’eau
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Dégagement d'hydrogène sur une électrode métallique au cours d'une électrolyse alcaline, dans une macrocellule électrochimique. Il s'agit d'une collaboration entre le CNRS et H2X-Ecosystems qui consiste à mettre au point des électrodes imprimées en 3D (structure, matériaux) en vue de l’électrolyse industrielle alcaline. C'est une méthode de production d’hydrogène consistant à séparer l’oxygène et l’hydrogène de l’eau.

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Electrolyse alcaline pour la production d'hydrogène
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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.

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Optimisation du procédé de synthèse de molécules odorantes par métathèse d’oléfines Z-sélective
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Revêtement orange d’oxyiodure de bismuth (BiOI) déposé sur une surface transparente. Cette couche servira de précurseur pour la formation du vanadate de bismuth (BiVO4), un semiconducteur absorbant les photons solaires. L'objectif est de préparer une photoanode de vanadate de bismuth modifiée, qui sera utilisée dans une cellule photoélectrochimique. Les cellules photoélectrochimiques (cellules PECs) sont des dispositifs permettant de convertir l’énergie solaire en "carburants". Ces dispositifs…

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Revêtement orange d’oxyiodure de bismuth déposé sur une surface transparente
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Dégagement d'hydrogène sur une électrode métallique au cours d'une électrolyse alcaline, dans une macrocellule électrochimique. Il s'agit d'une collaboration entre le CNRS et H2X-Ecosystems qui consiste à mettre au point des électrodes imprimées en 3D (structure, matériaux) en vue de l’électrolyse industrielle alcaline. C'est une méthode de production d’hydrogène consistant à séparer l’oxygène et l’hydrogène de l’eau.

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Electrolyse alcaline pour la production d'hydrogène
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Test de compression réalisé sur un gobelet en polyhydroxyalcanoate (PHA), un biopolymère de la famille des polyesters. Ce biopolymère est produit par fermentation bactérienne par une espèce de bactéries marines présente sur les côtes bretonnes. Elles sont mises en culture dans un bioréacteur avec un substrat composé de coproduits issus de l’activité agricole ou de l’industrie agroalimentaire, et elles sont soumises à un stress alimentaire. Elles produisent alors des granules de PHA.

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Test de compression réalisé sur un gobelet en polyhydroxyalcanoate (PHA)
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Enrobage d'une électrode avec de la résine époxy pour contrôler sa surface active. Elle est utilisée dans le cadre de l’étude des performances d’un métal. Cette électrode métallique d’essai est utilisée pour la production industrielle d'hydrogène. Il s'agit d'une collaboration entre le CNRS et H2X-Ecosystems, qui consiste à mettre au point des électrodes imprimées en 3D (structure, matériaux), en vue de l’électrolyse industrielle alcaline. C'est une méthode de production d’hydrogène consistant…

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Electrode métallique d’essai utilisée pour la production industrielle d'hydrogène
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Cristaux de complexes ruthéniés (à base de ruthénium) utilisés pour la caractérisation par diffraction des rayons X, des complexes de métathèse. Ces cristaux de complexes ruthéniés servent de catalyseurs de métathèses d’oléfines Z-sélective en flux continu. Il s’agit de transformer via un procédé éco-efficient, le flux continu, des matières premières oléfiniques biosourcées (issues d'huiles végétales) en molécules odorantes d’intérêt pour la parfumerie.

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Cristaux de complexes ruthéniés utilisés pour la caractérisation par diffraction des rayons X
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Revêtement de couleur jaune de vanadate de bismuth (BiVO4), un semiconducteur absorbant les photons solaires, prêt à être trempé dans une solution catalytique. L'objectif est de préparer une photoanode de vanadate de bismuth modifiée, qui sera utilisée dans une cellule photoélectrochimique. Les cellules photoélectrochimiques (cellules PECs) sont des dispositifs permettant de convertir l’énergie solaire en "carburants". Ces dispositifs sont constitués de photoélectrodes semiconductrices…

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Revêtement de vanadate de bismuth prêt à être trempé dans une solution catalytique

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.