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Nanomatériaux et modification de surface: de la recherche fondamentale à la mise en place d’un procédé

Lahitte, Jean-Francois Nanomatériaux et modification de surface: de la recherche fondamentale à la mise en place d’un procédé. (2017) [HDR]

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Official URL: DOI:10.13140/RG.2.2.28962.94402

Abstract

Les matériaux et nanomatériaux occupent une place prépondérante dans la recherche académique. En recherche fondamentale, ils sont des objets d’études fascinants de par leurs propriétés, leurs comportements et les vastes champs disciplinaires qu’ils englobent. Ils sont aussi au cœur de l’innovation technique et s’annoncent comme porteur de solutions ou d’améliorations pour les produits d’aujourd’hui et de demain. Toutefois, ces promesses ne sont tenues que si l’on maitrise les procédés qui permettent de les élaborer, de les intégrer ou de les utiliser. Ce mémoire expose mes recherches et mes réflexions sur les nanomatériaux, d’objets d’études à objets appliqués à la production industrielle. Je présente les travaux réalisés dans différents champs disciplinaires tout en montrant leur intégration dans un procédé et l’intérêt que l’approche expérimentale et théorique multiéchelle peut avoir dans cette démarche. Je présente dans un premier temps mes recherches en ingénieries macromoléculaires ou je montre comment la réflexion sur la structure d’un catalyseur métallocène permet d’accéder de façon contrôlée à des objets de tailles nanométriques dans une vaste gamme de topologie (polymacromonomère en peigne et en étoile). Je poursuis avec mes recherches sur la mise au point d’agents de contrastes nanoparticulaires pour l’imagerie IRM. Les nanomatériaux y rejoignent alors le champ de la médecine et c’est la modification contrôlée de surface qui permet de donner les fonctionnalités recherchées aux nanoobjets en fonction de l’utilisation spécifique souhaitée. Je décris ensuite mes travaux sur l’élaboration de membranes de filtration polymères nanostructurées (polymérisation de microémulsion) ou nanofonctionelles (membranes catalytiques) et leur intégration dans un procédé de filtration ou de production de composés à hautes valeurs ajoutées. Je montre, en m’appuyant sur mes travaux concernant les membranes catalytiques chargées en nanoparticules métalliques, comment une approche multiéchelle d’un procédé permet de comprendre le mode de fonctionnement et l’efficacité d’un nanomatériau. La prise en compte des phénomènes mises en jeux lors de la conduite du procédé (diffusion, convection, hydrodynamique…) permet aussi de choisir les méthodes de caractérisations plus pertinentes du matériau et de proposer quels pourraient être les changements chimiques ou physiques à apporter au matériau pour en augmenter l’efficacité. Cette approche nous a ainsi permis de développer des réacteurs membranaires catalytiques dont le mode de fonctionnement en continu permet d’atteindre des efficacités et des sélectivités largement supérieures à celles obtenues avec réacteur discontinu. Ainsi, prendre conscience depuis le début du processus de recherche que le matériau développé devra être par la suite intégré dans un procédé permet de diminuer le risque d’aboutir à une impasse par la suite

Item Type:HDR
Uncontrolled Keywords:
Institution:French research institutions > Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Université de Toulouse > Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Laboratory name:
Statistics:download
Deposited On:01 Dec 2017 10:11

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