Équipe Organic chemistry and alternative technologies (OCAT)

Présentation de l’équipe

Constituée de chimistes organiciens ou chimistes des matériaux, l’équipe OCAT cible ses recherches sur la chimie permettant de diminuer les impacts environnementaux (chimie durable), la fabrication à partir de ressources naturelles de briques chimiques élémentaires pour les industries,  l’adaptation des voies chimiques pour utiliser des procédés économes en énergie et en matière, et l’utilisation de techniques innovantes propres.

Les compétences de l’équipe OCAT se situent à l’interface entre la chimie et différentes disciplines : génie des procédés, génie biologique, énergétique, matériaux… Elles consistent entre autres en l’utilisation de techniques innovantes telles que l’utilisation des microondes, des ultrasons ou ultraviolets par exemple, ainsi que l’utilisation du flux continu.

Axes de recherche

Les activités de recherche se regroupent en plusieurs axes :

1. La catalyse et valorisation de la biomasse. Un des douze principes de chimie verte concerne les procédés catalytiques. Notre équipe travaille à rendre ces catalyseurs plus verts. Cet axe se situe à l’interface avec le génie chimique. 
2. L’énergie. Utilisée par l’équipe comme moteur réactionnel par l’utilisation directe de l’électron, ou à visée domestique pour la formation de panneaux solaires du futur. 
3. La chimie pour le vivant regroupant les matériaux intelligents, ou le développement de méthodologie pour la synthèse d’éliciteurs, ou encore le prétraitement de substrats lignocellulosiques pour la méthanisation. L’interface de cet axe se situe avec la biologie, qu’elle soit en santé humaine ou végétale.
4. Le flux continu. Cet axe est transversal des trois premiers, avec néanmoins ses contraintes propres d’écoulement et d’énergie. Par exemple, l’utilisation de l’impression 3D permet de réaliser des réacteurs de flux continu, pour le développement et l’optimisation de microréacteurs en catalyse.

Équipements

• Microondes (Monowave Anton Paar)
• Ultrasons en batch 
• Ultrasons par sonde (Thermofisher)
• Chromatographie flash 
• Fibre optique d’irradiation UV (lampe à vapeurs de mercure, 500W)
• Spectrophotomètre UV avec fibre optique
• Équipements conventionnels de laboratoire de chimie organique
• Appareils de flux continu (Thales Nano® H‑Cube Pro™ et Corning® Advanced-Flow™) 

Projets de recherche

Les projets actuellement en cours reflètent les quatre axes principaux de l’équipe. En voici quelques exemples : 

Concernant les matériaux intelligents, une thèse est actuellement en cours afin de comprendre l’apport des photochromes tels que les azobenzènes sur le pouvoir biocide des molécules testées.

Une autre thèse concerne la préparation de nouveaux matériaux hybrides comme structures 3D pour l’ingénierie tissulaire et la toxicologie expérimentale.

Le flux continu est également étudié à travers une thèse en impression 3D, chimie de flux et simulation multiphysique appliquées au développement et à l’optimisation de microréacteurs.

Un autre projet a pour objectif de développer des méthodes de prétraitement fongiques et chimiques simultanées ou successives visant à améliorer les rendements de méthanisation de substrats lignocellulosiques.

La Région Hauts de France soutient également deux projets en cours : le premier en collaboration avec le Liban consiste à développer de nouvelles voies d’accès à des produits biosourcés issus de l’oxydation de molécules plateformes furaniques ; la seconde co-financée par Yncréa Hauts de France a pour but la synthèse et le développement de nouveaux éliciteurs du colza et du blé notamment.

Les thématiques catalyse et énergie ont également reçu l’appui de la SFR Condorcet par deux projets. La première traite du développement et l’utilisation de nouveaux catalyseurs supportés sur des polymères naturels issus de la biomasse renouvelable (cellulose, lignine et bois). La seconde concerne les matériaux transporteurs de trous bio-sourcés pour les cellules solaires à Pérovskite.

Partenaires

Partenaires institutionnels français

• université de Lorraine
• université Picardie Jules Verne
• université de Lille
• Yncréa Hauts de France
• université de Reims

Partenaires institutionnels étrangers

• université Québec Trois Rivières
• Gembloux Agro-Bio Tech
• université Libanaise