Procédés d’élaboration du solide

  PES

L’équipe “Procédés d’Élaboration du Solide” (PES) se consacre à l’étude des procédés d’élaboration, de séparation et de mise en forme du solide divisé (ou poreux) ou des émulsions, depuis la préparation initiale (granulation humide, mise en solution, division d’une matière première, émulsification, nucléation, polymérisation) jusqu’à l’obtention du produit final. Ces particules, ou gouttes, présentent des caractéristiques spécifiques telles que la taille, la texture, le faciès, la forme cristalline, propriétés physico-chimiques de surface qui doivent être maîtrisées afin d’obtenir les propriétés d’usage souhaitées.

Les particules sont obtenues principalement par le séchage et/ou la cuisson par convection ou par rayonnement infrarouge, le séchage par contact ou par atomisation, la cristallisation-précipitation, l’agglomération, la congélation-lyophilisation ainsi que la polymérisation des monomères liquides ou gazeux. Les émulsions ou double émulsions sont élaborées dans des mélanges turbulents ou à l’aide des membranes.

Le champ d’activité de l’équipe s’étend de l’étude des mécanismes internes élémentaires (transferts couplés de matière et de chaleur, transition de phase solide, désolvatation, polymorphisme, réaction en chaîne, nucléation, brisure, coalescence) jusqu’à la conduite des procédés dans les conditions industrielles. Des outils avancés de modélisation sont employés, incluant la thermodynamique, les bilans de populations et la modélisation multi-échelle allant de l’échelle de la particule (DEM) à l’échelle du réacteur en tenant compte de la mécanique des fluides (CFD). Le suivi en ligne est assuré par spectroscopie infrarouge et Raman, sonde vidéo in situ, caméra rapide, FBRM et par calorimétrie. Les équipements employés incluent des réacteurs agités, des membranes, des mélangeurs statiques, des réacteurs continus et des lyophilisateurs.

Les expérimentations à l’échelle du pilote de laboratoire, le suivi en ligne et la modélisation sont les méthodes utilisées pour déterminer les étapes et les facteurs limitants mais également pour identifier les paramètres clefs des modèles afin de permettre l’optimisation et l’intensification du procédé ainsi que la transposition de ces procédés à d’échelle industrielle (pilote, usine). Les applications visées concernent le domaine de la chimie, de la pharmacie, de la cosmétique, de l’agro-alimentaire, de la valorisation des produits biologiques, des revêtements polymères, des peintures ou colles, des matériaux pour le stockage d’énergie et du traitement des effluents.

Responsables : Nida Sheibat-Othman et Denis Mangin