Des technologies propres et innovantes au service de l'industrie

L'utilisation des technologies séparatives et membranaires /

Contexte



La chimie industrielle a amorcé, depuis plusieurs dizaines d’années déjà, une mutation de la chimie de masse vers une chimie de sélection où la diversité des composés synthétisés a suivi une croissance exponentielle. En témoignent les difficultés d’application de la directive REACH qui vise, peut être un peu tardivement, à assurer une surveillance de ces composés dont nombre d’entre eux posent des problèmes pour l’environnement et la santé humaine.


En solution alternative, la recherche de composés de remplacement d’origine naturelle est au cœur de nombreux travaux pour lesquels la sélectivité et l’innocuité des nouvelles méthodes séparatives constituent des enjeux importants. Ainsi, la chimie verte qui vise à produire des composants toujours plus « propres » pour l’homme et l’environnement repose en grande partie sur le développement des nouveaux procédés au cœur de cette thématique portée par le pôle.

Enjeux et marchés


Les technologies séparatives « vertes » reposent essentiellement sur des principes physico-chimiques qui visent à ne pas altérer les matières à séparer, ou du moins à le faire de manière parfaitement contrôlée. Ce sont donc des méthodes « douces », qui pour l’essentiel d’entre elles permettent notamment d’assurer la traçabilité « bio » des matières naturelles traitées.

Les technologies utilisées sont :
 
  • les technologies membranaires, appliquées à la séparation des gaz, des constituants d’une solution liquide ou d’une suspension de solides dans un fluide ;
  • les méthodes d’extraction par solvant biocompatibles : eau, alcool, CO2 et H2O supercritique…
  • les nouveaux procédés d’assistance à l’extraction : micro-ondes, ultrasons, champs électriques ou barométriques pulsés…

Les marchés visés concernent principalement quatre types d’applications :
 
  • la séparation membranaire des gaz issus du traitement de la biomasse par fermentation, pyrolyse ou combustion hydrothermale : hydrogène, méthane, oxyde de carbone (notamment en vue de fabriquer le syngaz nécessaire à la production de carburant liquide) et ceux issus de la combustion du carbone, notamment le CO2 en vue de son stockage ou de sa capture (par exemple par des micro-algues),
 
  • le développement des membranes fonctionnalisées qui apportent, en sus de la technologie séparative des compléments fonctionnels de type catalyse permettant soit l’optimisation du procédé, soit l’obtention d’une réaction additionnelle. Les applications de ces membranes sont en plein essor, elles concernent notamment les marchés des Energies nouvelles (H2, Syngas, pile à combustible...), de la dépollution industrielle, de la dépollution automobile...
 
  • l’extraction végétale pour la séparation, le fractionnement ou la purification de composés à forte valeur ajoutée dans les domaines de la cosmétique, de la nutraceutique et de la pharmacie mais également pour des produits de masse issus de l’agroalimentaire ou de la mer (macro et micro-algues). L’utilisation de technologies « bio » compatibles s’avérerait particulièrement intéressante pour les producteurs de plantes à arômes, parfums et senteurs des 5 départements couverts par le pôle
 
  • la séparation de produits complexes pour la chimie de synthèse à la recherche de composants de base d’origine naturelle (synthons) est à la base des nouvelles technologies du « bioraffinage »

Les membranes auront un rôle prépondérant sur le marché des Energies Renouvelables, de la dépollution, de la qualité et des sciences de la vie.
Ces marchés se chiffrent en milliards d’euros, les entreprises de ce secteur du pôle bénéficient d’un positionnement concurrentiel pour le marché de la filtration des liquides et des sciences de la vie (pharma, bio pharma et agro alimentaire).


La plupart de ces marchés sont en émergence ou sont handicapés par des verrous technico-économiques que cet axe thématique du pôle souhaite faire progresser.

Le Club Français des Membranes (CFM)
 
Créé en 1996*, le CFM est devenu en 2011 une association à but non lucratif régie par la loi de 1901. Ses objectifs sont de favoriser :
  • l’utilisation des membranes et des procédés membranaires, de les promouvoir et les rendre accessibles à tous,
  • l’échange entre les différents acteurs académiques et industriels de la communauté française et francophone des membranes et procédés membranaires,
  • toute action de formation et de communication concernant la recherche et les développements dans ces domaines,
  • toute action visant à impliquer les membranes dans le secteur industriel.

* Créé en 1996 conjointement par l’Agence de l’Environnement et la Maîtrise de l’Energie (ADEME), le Commissariat à l’Energie Atomique (CEA), le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), l’Electricité de France (EDF), l’Institut Français du Pétrole (IFP) et l’Institut National pour la Recherche Agronomique (INRA), le CFM regroupe depuis plus de 15 ans les compétences nationales dans le domaine des procédés membranaires.