Projet terminé

Membranes polymères élaborées sans solvant organique
> évaluation des performances environnementales et aide à l’éco-conception 

• Projet ANR Chimie Durable – Industries – Innovation (CD2I 2010)
• Date de démarrage : 2011 (3 ans)
• Contacts ITAP : Yves Gérand , Philippe Roux
• Coordinateur du projet : Denis Bouyer, Univ Montpellier 2, Institut Européen des Membranes
• Partenaires :
  • Institut Européen des Membranes – département Génie des procédés membranaires
  • Irstea UMR Information et Technologies pour les Agroprocédés
  • IEM Institut Européen des Membranes – Interface et membranes bioinspiées
  • LIONS-SIS2M-IRAMIS–CEA Saclay Laboratoire Interdisciplinaire sur l’Organisation Nanométrique et Supramoléculaire

Résumé : Mise  au point de nouveaux procédés de fabrication de membranes polymères en tirant parti de la séparation de phases de polymères solubles dans l’eau présentant une température critique de démixtion (séparation de phase menant à la création de pores au sein d’une matrice polymérique) inférieure. Trois classes de polymères, les acides polyamiques, les éthers de cellulose et les chitosanes modifiées seront étudiées. Après avoir déterminé leurs diagrammes de phase, les mécanismes de séparation de phases seront caractérisées et nous établirons les lois de croissance associées. Ceci fournira des directions précises pour la fabrication des membranes. Un ensemble de paramètres (température, flux d’air, humidité) seront optimisés pour obtenir des structures poreuses. Les relations entre ces paramètres et la morphologie des membranes sera établie grâce à une quantification des transferts de masse et de chaleur et par des simulations numériques. La consolidation de la structure du film sera effectuée soit thermiquement soit par irradiation en générant des liaisons entre chaînes. Enfin les propriétés fonctionnelles des membranes, incluant des mesures de perméabilité et de rejet de soluté seront déterminées pour la perméation de liquides.

Rôle d’ITAP :  l’éco-conception

Afin d’appuyer les choix technologiques réalisés au cours de ce projet, une Analyse de Cycle de Vie (ACV) sera réalisée pour chacun des scénarios envisagés. L’enjeu ici est d’évaluer dans quelle mesure les solutions innovantes apportées par le projet (recours à des polymère bio sourcés et non issus du pétrole, usage d’eau pour remplacer les solvants de synthèse habituellement utilisés, modification des conditions thermiques de démixtion remplissent les enjeux d’une chimie durable.

La première étape est le développement d’un outil d’aide à « l’éco-conception de technologies très immatures » permettant de déterminer les marges de manœuvre des concepteurs sur les paramètres majeurs du système.

Par la suite, le projet permettra des avancées majeures dans le domaine de l’évaluation des performances environnementales des polymères bio sourcés utilisés.

Enfin, une analyse complète et détaillée du système choisi sera réalisée en comparaison avec un système de référence.