Protein crystallization, from crystallography to biotechnological applications 

José A. Gavira, Laboratorio de Estudios Cristalográficos, CSIC-UGR, Avd. las Palmeras, 4, 18100 Armilla, Spain – jgavira@iact.ugr-csic.es

Abstract:  Obtaining crystals suitable for X-ray diffraction is still the least understood step in the way to obtaining the needed protein structures since it relies on the trial-and-error approach [1]. To facilitate this search, we have been working on the implementation of new techniques based on the minimization of convection mass transport to ensure the growth of crystals of sufficient quality for X-ray diffraction. Chaotic mixing and convection can be reduced when crystallization proceed in any media with mass transport controlled by diffusion: gels, capillaries, microfluidic devices or microgravity. This effect can be achieved with liquid-liquid diffusion (free-interface diffusion) techniques in which protein and precipitant are allowed to diffuse one against each other [2]. Implementation and some relevant results will be shown.

We have applied the knowledge acquired from crystallization in convection-free environments to produce protein crystals for a purpose other than the structural determination, i.e. for biotechnological applications. A brief summary of the potential uses of protein crystals assayed in our lab includes: i) cross-linked enzyme crystals for the development of enhanced-robust biosensors [3], ii) reinforced cross-linked enzyme crystals, for large scale enzymatic reactions with durable auto-supported catalysts and iii) reinforced protein crystals for controlled drug delivery systems [4].

[1] Gavira, J.A. (2016) ABB, 602, 3-11.

[2] Otálora, F., Gavira, J.A., Ng, J. D. & García-Ruiz, J.M., (2009) Prog. in Biophy. and Mol. Biol. , 101, 26-37.

[3] Conejero-Muriel, M. et al. (2015). Lab Chip, 15, 4083-4089.

[4] de Cienfuegos, L.A., Gavira, J.A., Díaz-Mochón, J.J, Conejero-Muriel, M. & Contreras-Montoya, R. Pharmaceutically active protein crystals grown in-situ within a hydrogel. Patent: P201630584, Spain.

Titre : Étude et développement d’un procédé de traitement des odeurs par oxydation à l’ozone. Application aux effluents gazeux d’usines de production de superphosphate

Composition du jury :

Résumé :
Dans le procédé de production d’engrais à base de superphosphate, l’attaque de la roche phosphatée par l’acide sulfurique génère des sous-produits gazeux odorants. Bien que leurs émissions se situent dans les limites réglementaires, les usines d’engrais à base de superphosphate sont susceptibles de causer des nuisances olfactives pour les riverains. Cette thèse propose d’étudier la faisabilité d’un procédé de traitement des odeurs par l’ozonation en phase gazeuse homogène. Une première étape de priorisation des composés chimiques ayant le potentiel odorant le plus important a été réalisée. Ce classement a été effectué à partir d’un rapport technique fourni par notre partenaire industriel basé sur une campagne de mesure olfactométrique et de caractérisation chimique des gaz émis par la cheminée d’une usine de production des engrais superphosphate. À partir du calcul de la valeur d’activité odorante (OAV), deux familles de composés ont été ciblées : les composés soufrés – représentés par le sulfure d’hydrogène (H2S), le sulfure d’éthylméthyle (MES) et le disulfure de diméthyle (DMDS) – et les aldéhydes (représentés par le propanal et le butanal). Deux techniques analytiques (GC/FID et SIFT/MS) ont été mises en oeuvre afin d’évaluer les performances d’élimination de ces composés, la difficulté d’analyser une matrice gazeuse contenant de l’ozone ayant été mise en évidence. Ainsi, une interférence de l’ozone sur l’analyse des aldéhydes par GC/FID a été identifiée. La technique SIFT/MS a, quant à elle, nécessité un développement important. L’ozonation d’effluents gazeux modèles a été réalisée en suivant l’élimination des composés cibles dans différentes conditions de fonctionnement (temps de résidence, température du réacteur, concentration en ozone et taux d’humidité) dans un domaine expérimental compatible avec les contraintes industrielles. Les composés soufrés ont présenté des taux d’élimination élevés, particulièrement dans le cas de H2S, dont les conversions ont atteint environ 80%. Les monosulfures (MES) et disulfures organiques (DMDS) se sont montrés moins réactifs à l’ozone, puisque les conversions sont restées assez faibles (de l’ordre de 30% pour un ratio O3/soufrés similaire). Dans la gamme de conditions  opératoires utilisées, ni l’humidité, ni le temps de résidence dans le réacteur n’ont montré d’influence considérable. La concentration d’ozone s’avère être le paramètre du procédé le plus influant, ayant un effet positif sur les taux de conversion des trois composés soufrés étudiés. Parallèlement, pour le DMDS, une augmentation de la température du réacteur a aussi amélioré la conversion. De manière globale, les taux de conversion les plus importants ont été obtenus pour les ratio O3/soufrés et la température du réacteur les plus élevés. A l’inverse, même lorsque les conditions de réaction les plus favorables ont été appliquées (température et concentration d’ozone les plus élevées), les aldéhydes se sont montrés non réactifs vis-à-vis de l’ozone. Malgré les faibles conversions obtenues, l’utilisation du SIFT/MS a permis d’identifier les principaux sous-produits de la réaction ozone-composés soufrés en phase gazeuse comme étant le méthyléthylsulfoxyde (MESO), le méthyléthylsulfone (MESO2), le diméthyl thiosulfinate (DMSOS), les isomères de diméthyl thiosulfonate (DMSO2S), le diméthyldisulfoxyde (DM(SO)2) et également le dioxyde (SO2) et le trioxyde de soufre (SO3). Le procédé de traitement des odeurs par ozonation directe des gaz en sortie de cheminée industrielle apparaît donc difficilement envisageable en raison de la faible efficacité d’élimination des composés malodorants démontrée dans nos essais. En revanche, cette technique couplée avec une absorption chimique pourrait s’avérer intéressante pour éliminer les nuisances olfactives avec une bonne efficacité.

“Etude locale de la cavitation acoustique et du transfert de matière liquide solide dans une suspension soniquée”

Composition du Jury :
– M. Jean-Yves HIHN Université de Franche-Comté – UTINAM / Rapporteur
– M. Bertrand DUBUS IEMN – ISEN / Rapporteur
– M. Jean-Christophe BERA Université Claude Bernard Lyon 1 – LabTAU / Examinateur
– M. Olivier LOUISNARD IMT Albi Carmaux – RAPSODEE / Examinateur
– Mme. Carine JULCOUR CNRS – LGC / Directrice de thèse
– Mme. Laurie BARTHE Toulouse-INP LGC / Co-directrice de thèse
– M. Fabien CHAUVET Université Paul Sabatier – LGC / Membre invité
– M. Henri DELMAS Anciennement Toulouse-INP LGC /Membre invité

Résumé :
Les ultrasons de puissance, pierre angulaire de la sonochimie, constituent un domaine récurrent de la recherche en génie des procédés. Leurs effets mécaniques et chimiques permettent l’intensification de processus physiques (mélange, dissolution, émulsion, dégazage, attrition …) et l’activation de réactions (via la production de radicaux libres).
Le phénomène sous-jacent est la cavitation acoustique inertielle (ou transitoire), qui correspond à l’implosion violente de bulles créées lors des phases de dépression de l’onde, conduisant localement à des conditions extrêmes de température et pression, et à la formation de micro-jets puissants vers les surfaces solides.
Malgré ce fort potentiel, les applications industrielles des ultrasons de puissance sont rares. Ceci s’explique principalement par le fait que la cavitation transitoire est encore mal comprise et maîtrisée empêchant la conception de réacteurs sonochimiques efficaces à l’échelle pilote. Le verrou principal réside dans la prédiction et l’optimisation de la localisation des zones sono-actives. En effet, les ultrasons de puissance sont atténués de façon significative sur de courtes distances, en particulier dans les milieux polyphasiques, fréquemment rencontrés dans les procédés physico-chimiques.
Dans ce contexte, cette thèse s’intéresse à évaluer localement les effets physiques des ultrasons (20 kHz) appliqués à une suspension liquide-solide. Il s’agit d’identifier les zones d’activité des ultrasons dans un réacteur à lit fluidisé et à sonde plongeante et de préciser l’influence de différents paramètres opératoires (puissance émise, vitesse du fluide, concentration et propriétés de la suspension).
La première partie évalue l’atténuation de l’onde ultrasonore liée à la cavitation et la présence de solide, ainsi que l’évolution de son spectre de fréquences.
En effet, les bulles de cavitation présentent une signature acoustique propre. Dans cet objectif, des mesures de pression acoustique sont réalisées axialement à l’aide d’un hydrophone piézoélectrique et interprétées par analyse spectrale.
Le second volet quantifie les effets physiques des ultrasons via une mesure locale du coefficient de transfert liquide-solide par méthode électrochimique.
Les cartographies du réacteur réalisées à l’aide de microélectrodes permettent d’identifier les zones d’intensification marquée. Mises en regard avec les mesures précédentes, elles font le lien entre l’accélération du transfert de matière local et les caractéristiques du signal acoustique mesuré à proximité.
Enfin, l’étude expérimentale est complétée par des simulations numériques du réacteur réalisées avec COMSOL Multiphysics. Le modèle prend en compte la dissipation de l’énergie par les bulles, qui joue un rôle majeur dans l’atténuation des ultrasons. Via une étude paramétrique, ces simulations montrent aussi le rôle du design du réacteur sonochimique sur la localisation des zones actives.

Les Journées d’Electrochimie est un congrès scientifique bisannuel organisé sous l’égide de la subdivision électrochimie de la Société Chimique de France. Cette manifestation réunit depuis 1983 la communauté des électrochimistes francophones (près de 300 chercheurs, enseignants-chercheurs, doctorants et industriels) pour faire le point sur les avancées en électrochimie autour de plusieurs thématiques larges choisies par le Comité Scientifique : électrocatalyse, électroanalyse et capteurs, nanoélectrochimie, bioélectrochimie, batteries et piles à combustible, corrosion, traitement de surface, génie électrochimique…

9th International Water Association (IWA) Membrane Technology Conference & Exhibition for Water and Wastewater Treatment and Reuse (IWA-MTC 2019), which will be held in Toulouse from 23 to 27 June 2019.

Following the IWA-Membrane Technology Confer­ences organized in Seoul (Korea) in 2004, Harro­gate (UK) in 2007, Beijing (China) in 2009, Aachen (Germany) in 2011, Toronto (Canada) in 2013 and Singapour in 2017, the next international meeting for the community on « membrane for water » will be held in Toulouse, France. Toulouse, « La ville Rose / the pink city » is a beau­tiful and very old city with many places of inter­est. It is located in the heart of the south west of France, with easy access to the Mediterranean Sea and Pyrénées Mountains.

• Soumissions et inscriptions en ligne : https://mtc2019.sciencesconf.org/

Delegates from university, industry, governmental and non-governmental organizations and venture capital providers will present their views on industrial biotechnology, sustainable (green) chemistry and agricultural policy related to the use of renewable raw materials for non-food applications and energy supply. The conference  further aims at providing an overview of the scientific, technical, economic, environmental and social issues of renewable resources and biorefineries in order to give an impetus to the biobased economy and to present new developments in this area. 

The conference will provide a forum for leading political, corporate, academic and financial people to discuss recent developments and set up collaborations.

Etude d’un procédé d’élimination de résine époxy par pyrolyse applicable au désenrobage de combustibles nucléaires

Le jury sera composé de :

M. Xavier JOULIA Laboratoire de Génie Chimique / INP-Toulouse Directeur de thèse
M. Laurent CASSAYRE Laboratoire de Génie Chimique / INP-Toulouse Co-directeur de thèse
Mme Sophie DUQUESNE Université Lille 1 Rapporteur
M. Jean-Henry FERRASSE Aix-Marseille Université Rapporteur
Mme Carine ABLITZER CEA Cadarache Examinateur
M. Frédéric MARIAS Université de Pau et des Pays de l’Adour Examinateur
M. Olivier FIQUET CEA Cadarache Invité
M. Pascal FLOQUET Laboratoire de Génie Chimique / INP-Toulouse Invité

Résumé :

Cette étude s’inscrit dans le cadre de la mise au point d’un procédé de traitement thermique d’échantillons de combustibles nucléaires enrobés dans la résine époxy. Ces combustibles doivent être séparés de la résine, avant entreposage, afin d’éviter la formation de gaz par radiolyse. Pour garantir la sûreté et l’universalité du procédé d’élimination de la résine époxy, une pyrolyse sous argon est proposée. L’enjeu majeur de ce traitement est d’atteindre des teneurs finales en hydrogène, dans le résidu solide issu de la pyrolyse, les plus faibles possibles tout en conservant l’intégrité du combustible ; afin d’éviter le relâchement des produits de fission et le foisonnement du matériau. Lors de la pyrolyse, la résine époxy se décompose en gaz permanents, goudrons et résidu solide. La résine, les goudrons et le résidu solide sont caractérisés par analyse élémentaire. Les mesures des compositions et des masses permettent d’établir, après réconciliation de données, un bilan matière précis, de définir des molécules modèles pour les goudrons et le résidu solide, de type CxHyOzNw, et de déterminer les coefficients stœchiométriques de la pyrolyse. Les études paramétriques réalisées vis-à-vis du taux de résidu et de sa teneur en hydrogène ont mis en évidence que les paramètres prédominants sont, par ordre d’importance : la température, le temps de palier et la vitesse de chauffe. L’influence du débit d’argon et de la masse de résine initiale est négligeable. Pour aller plus loin dans la caractérisation des produits, la spectroscopie RMN a été appliquée au résidu solide pour identifier les évolutions de la structure moléculaire du polymère en fonction de la température. Les analyses des goudrons par la TD-GC/MS révèlent quatre composés principaux : le dodécanol, le tetradécanol, le phénol et le 4-isopropylphénol. L’ensemble des résultats tant quantitatifs que qualitatifs constitue une aide à la définition des conditions d’élimination de la résine époxy par pyrolyse permettant d’atteindre les objectifs en termes de taux d’hydrogène dans le résidu, tout en respectant les contraintes de sécurité.

Mots-clés : pyrolyse,résine époxy,résidu solide,réconciliation de données,procédé pilote nucléarisable,bilan matière

Les prochaines Journées Techniques Eau et Déchets 2019  “Gestion durable des eaux usées  : Réutilisation et Pratiques alternatives” auront lieu les 20 et 21 mai 2019 à l’INSA de Toulouse.

Rendez-vous sur le site pour plus d’informations et inscriptions : http://www.jted.insa-toulouse.fr/

Les JTED, journées de rencontres techniques et scientifiques, sont co-organisées sur Toulouse à l’initiative du LISBP (INSA, INRA, CNRS), le LBE(INRA), RAPSODEE (ENSTIMAC), le LGC (CNRS, INP, UPS) et l’Agence AD’OCC.

Les journées techniques 2019 se proposent de faire le point sur les enjeux et les évolutions réglementaires encadrant la REUT. C’est l’occasion aussi de prendre connaissance de retours d’expérience et de solutions alternatives en cours d’étude (séparation à la source, diminution des quantités utilisées…). Nous y aborderons aussi les voies émergentes et prospectives de recherche.

Soutenance de thèse intitulée “Synthèse de structures furaniques à partir de glucose cellulosique en système diphasique eau-CO2 supercritique”

Jury :

• Mme Nadine ESSAYEM (IRCE Lyon), Rapporteure
• Jeremy LUTERBACHER (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne), Rapporteur
• Naceur BELGACEM (INP Grenoble, Pagora), Examinateur
• Manuel NUNES DA PONTE (Universidade Nova de Lisboa), Examinateur
• Jean-Stéphane CONDORET (INP Toulouse, LGC), Directeur de thèse
• Mme Bouchra BENJELLOUN-MLAYAH (CIMV), Co-directrice de thèse
• Mme Séverine CAMY (INP Toulouse, LGC), Co-directrice de thèse
• Michel DELMAS (INP Toulouse, LGC), Invité

Résumé

Ce travail présente l’étude d’un procédé de production de 5-hydroxymethylfurfural (HMF), une molécule plateforme prometteuse pour la production de carburants et de polymères biosourcés. La première partie de ce travail a consisté à développer la synthèse du HMF à partir d’hexoses lignocellulosiques dérivés de la biomasse, plus particulièrement du fructose, en milieu diphasique CO2-H2O haute pression, une technologie efficace et respectueuse de l’environnement pour le traitement de la biomasse. À partir d’expériences cinétiques et de leur modélisation, l’effet du CO2 comme catalyseur acide réversible a été évalué. Par ailleurs, le rendement en HMF s’est avéré limité en raison de réactions de dégradation. Un moyen pertinent d’augmenter le rendement en HMF en empêchant sa dégradation a consisté à coupler sa synthèse avec son extraction simultanée par le CO2 supercritique, ce qui a conduit à un procédé de réaction extractive. Dans ce contexte, des coefficients de partage de HMF entre le CO2 supercritique et l’eau ont été évalués expérimentalement, en supposant que l’équilibre soit atteint à tout moment dans le dispositif d’extraction. Les données expérimentales ont permis l’application de modèles thermodynamiques pour décrire le système ternaire CO2-HMF-H2O afin de trouver des conditions de fonctionnement favorables au procédé. Le couplage de la modélisation cinétique et du procédé d’extraction par le CO2, basé sur l’équilibre thermodynamique du mélange, a rendu possible la prédiction des meilleures conditions de fonctionnement du procédé de réaction extractive du HMF à partir de sucres issus de biomasse lignocellulosique. Ce mode de fonctionnement a permis d’exploiter tous les avantages de l’utilisation du CO2 pour les réactions de conversion de la biomasse : catalyseur acide réversible et solvant d’extraction.

Thèse intitulée : « Développement de méthodologies génériques pour la conception optimale et durable des parcs hybrides d’énergies renouvelables »

Le Jury sera composé de:
M. Olivier Barreteau (UMR G-EAU, Institut Montpelliérain de l’Eau et de l’Environnement) ; Rapporteur Mme. Delphine Riu (G2Elab, INP Grenoble) ; Rapporteure M. Didier Aussel (PROMES, Université de Perpignan) Examinateur M. Christophe Gourdon (LGC, INP Toulouse) Examinateur M. Vincent Gerbaud (LGC, INP Toulouse) Directeur de thèse Mme. Marianne Boix (LGC, INP Toulouse) Co-directrice de thèse

Résumé :

Les enjeux planétaires du développement durable et du réchauffement climatique remettent en cause le fonctionnement de nos sociétés. La transition énergétique se traduit notamment par l’augmentation de l’utilisation des énergies renouvelables et constitue ainsi le contexte de nos travaux. Dans le cadre d’un contrat CIFRE avec l’entreprise VALOREM, nous proposons des méthodologies pour le développement et la
conception d’installations renouvelables soutenables. L’approche d’Ingénierie Des Modèles mise en place nous permet de garder une démarche scientifique cohérente entre une vue très générale du contexte
d’insertion des renouvelables et une vision plus technique et opérationnelle pour le développement d’installations renouvelables. Dans un premier temps, nous avons décrit de manière macroscopique le contexte
d’insertion des énergies renouvelables en France, en proposant un cadre conceptuel pour le développement de projet d’aménagement du territoire. Il permet l’analyse des systèmes sociotechniques en transition grâce à une formalisation UML2 d’une part, et une méthode d’évaluation de la durabilité d’un processus d’autre part. Nous avons illustré ce cadre sur deux cas d’étude : le succès du développement de la centrale
hydro-éolienne de l’île d’El Hierro dans les Canaries et l’échec du barrage de Sivens dans le Tarn en France. Par comparaison, nous montrons que l’implication des parties prenantes sur l’ensemble du processus de
développement est cruciale pour le succès d’un projet. Nous avons ensuite proposé une implémentation logicielle permettant le suivi et le pilotage de projet d’aménagement du territoire en temps réel à l’aide
d’outils d’intelligence artificielle. Conscient des limites opérationnelles de notre proposition, nous avons décidé de changer de point de vue pour adopter une vision plus technique sur les énergies renouvelables. La transition énergétique fait évoluer le système électrique français d’un modèle centralisé vers un modèle décentralisé, ce qui amène VALOREM à reconsidérer ses propositions techniques de production d’énergies renouvelables. Entre autre, l’entreprise tend vers l’hybridation de ses centrales et constate le besoin d’un outil de dimensionnement en phase d’avant-projet, afin d’identifier les opportunités d’activités. Nous faisons donc la proposition d’un prototype logiciel qui se veut flexible en termes de modélisation des centrales de production hybrides renouvelables et en termes de définition des objectifs et contraintes à satisfaire. Il est codé en C++ et basé sur des modèles d’optimisation linéaires. Nous illustrons son opérationnalité sur quatre cas d’étude : deux orientés marché électrique et deux en autoconsommation (l’un isolé, l’autre connecté au réseau). Les résultats des études montrent que les coûts de stockage batterie sont trop élevés pour pouvoir envisager l’installation de batteries dans les centrales hybrides renouvelables. Les systèmes en autoconsommation connectés au réseau semblent être plus prometteurs. Enfin, nous terminons par une analyse environnementale de différentes sources de production électrique afin de déterminer celles vers lesquelles la transition énergétique doit être axée. Les résultats montrent que la biomasse, l’éolien et le PV au sol sont les moyens de production les plus propres. La conclusion de la thèse propose une réflexion ascendante en complexité vers l’implication des acteurs dans les modèles de processus de développement territoriaux.

vendredi 15 mars à 10h00 à l’amphi Concorde (Bâtiment U4, campus de l’UPS)

Contacteurs membranaires pour la maîtrise des gaz dissous dans le vin.

Le jury est composé de:
Violaine Athès                        AgroParitech                                     Rapporteur
Philippe Moulin                     Université Aix-Marseille                  Rapporteur
Youssef El-Rayess                  Université Saint-Esprit de Kaslik    Examinateur
Audrey Devatine                   Université de Toulouse                    Examinateur
Patrice Bacchin                      Université de Toulouse                    Examinateur
Jean-Christophe Remigy      Université de Toulouse                    Directeur de thèse

Contacteurs membranaires pour la maîtrise des gaz dissous dans le vin
L’utilisation de contacteurs membranaires gaz/liquide à fibres creuses pour l’ajustement des concentrations en O₂ et CO₂ dissous dans le vin à l’embouteillage se développe depuis une dizaine d’années comme recourt à l’injection de gaz par bullage. Néanmoins, la principale limitation de ce dispositif est le mouillage progressif de la fibre microporeuse en opération résultant d’interactions entre le vin et la membrane et conduisant à une diminution des flux de gaz transférés. L’objectif de cette thèse est de concevoir des fibres composites constituées d’un support microporeux et d’une couche dense de faible épaisseur et hautement perméable aux gaz permettant d’établir une barrière physique au passage du vin dans les pores tout en limitant la résistance au transfert de matière. A l’aide d’un pilote d’enduction/séchage, des dépôts de couches denses en Teflon AF 2400® et en PMP sont fabriquées sur des fibres microporeuses en PP et PvDF. L’étude des lois décrivant le dépôt d’un film de liquide sur une fibre en mouvement permet de fixer des conditions opératoires conduisant à la formation de couches denses d’1 µm d’épaisseur environ. Le comportement des fibres microporeuses et composites est étudié au contact du vin rouge. Les fibres microporeuses sont rapidement mouillées par le vin en raison d’une baisse d’hydrophobicité provoquée par l’adsorption de polyphénols et polysaccarides et voient leurs perméances aux gaz diminuer significativement. A l’inverse, les fibres composites maintiennent leurs coefficients de transfert constants, illustrant l’efficacité des couches denses à protéger le support microporeux du mouillage. Les fibres sont ensuite testées en contacteur membranaire gaz/liquide. En parallèle, un modèle de transfert de matière est développé. L’ensemble des résultats montre que la phase liquide constitue la résistance principale au transfert et que le gain apporté par la couche dense sur les flux de gaz transférés est significatif en opération lorsque le coefficient de transfert de la phase liquide est suffisamment élevé.

Mots clés : contacteur membranaire, vin, gaz dissous, fibre creuse, mouillage, couche dense.

Membrane contactors for control of dissolved gases in wine

The use of gas/liquid hollow fiber membrane contactors for the adjustment of dissolved O₂ and CO₂ concentrations in bottled wine has been developing over the past ten years as an alternative to of bubbling gas injection. Nevertheless, the main limitation of this device is the progressive wetting of the microporous fiber in operation resulting from interactions between the wine and the membrane and leading to a decrease of the transferred gas flows. The objective of this thesis is to design composite fibers consisting of a microporous support and a thin and highly permeable dense layer to establish a physical barrier to the passage of wine in the pores while limiting the resistance to material transfer. Using a coating/drying pilot, deposits of dense AF 2400® Teflon and PMP layers are produced on microporous PP and PvDF fibers. The study of the laws describing the deposition of a film of liquid on a moving fiber makes it possible to set operating conditions leading to the formation of dense layers approximately 1 μm in thickness. The behavior of microporous fibers and composites is studied in contact with red wine. The microporous fibers are rapidly wetted by the wine because of a decrease in hydrophobicity caused by the adsorption of polyphenols and polysaccharides and their gas permeance significantly decrease. In contrast, composite fibers maintain their initial mass transfer coefficients, illustrating the effectiveness of dense layers to protect the microporous support from wetting. The fibers are then tested as a gas/liquid membrane contactor. In parallel, a mass transfer model is developed. All the results show that the liquid phase constitutes the main resistance to the transfer and that the gain provided by the dense layer on the transferred gas flows is significant in operation when the transfer coefficient of the liquid phase is sufficiently high.

Key words: membrane contactor, wine, dissolved gas, hollow fiber, wetting, dense layer.

19 décembre 2018  11h
salle des thèses de Labège

Zhen Li, actuellement en visite au département GIMD, fera un séminaire à la salle des thèses (Labège) mercredi 19/12 à 11h.

Mathematical and Physical Foundation of Coarse-Graining and Applications to Multiscale Problems

Abstract: Multiscale features in many interesting physical systems originate from hierarchical structures across a wide range of temporal and spatial scales beyond the reach of any single simulation method. Mesoscopic methods can seamlessly bridge the gap from microscopic scales to macroscopic scales, and thus become key scientific approach playing unique roles in research of multiscale problems. In this talk, I will first introduce mathematical and physical foundations of coarse-graining and derive new governing equations of mesoscopic models. I will subsequently present the details of a coarse-graining procedure based on the rigorous theoretical approach of the Mori-Zwanzig (MZ) formalism, by running molecular dynamics simulations and constructing the MZ-informed mesoscopic model directly from atomistic trajectories, as well as computing the memory terms in coarse-grained dynamics. Also, I will talk about different coarse-graining strategies with generalized Langevin equations and non-Markovian dissipative particle dynamics models to incorporate the memory effects in practical coarse-grained simulations. Moreover, I will show several examples of mesoscopic models applied to smart materials, biology processes, and diverse multiscale problems, including coupling of heterogeneous solvers, active-learning algorithm applied to multiscale simulations, and supervised parallel-in-time algorithm for long-time stochastic simulations.

Short Biography: Dr. Zhen Li is Associate Professor of Applied Mathematics (Research) at Brown University. His research focuses on multiscale modeling for bridging scales in multiscale/multiphysics problems, in particular on mathematical and physical foundations of coarse-graining, and development of mesoscopic methods and multiscale frameworks with applications to complex fluids, computational biology and soft matter physics.

Influence des propriétés d’un réseau polymère sur la synthèse in situ de nanoparticules de palladium : Application aux membranes catalytiques de grande efficacité en chimie fine.

(Influence of the polymer network on the in situ synthesis of palladium nanoparticles:Application to high efficient catalytic membranes on the fine chemistry industrie)

Les membres de jury sont:

Renaud ANSART invite le Pr Jan Baeyens de l’Université de BUCT (Chine) et de Warvick à faire une conférence sur les challenges des lits fluidisés et de la technologie des poudres le vendredi 14 décembre à 10h à 12h salle C 102 à l’ENSEEIHT dans le cadre des conférences de l’option 3A FEP.
Téléchargez le résumé 

Soutenance prévue à l’Amphi Le Chatelier, Bâtiment 2A – UPS, deuxième étage à 9h00, le vendredi 14 décembre 2018.

Intitulée : “Micro-structured membrane as a 3D biodegradable scaffold: Development, characterization and cell-matrix interaction.”

Composition du comité de thèse:

Rapporteurs (Jury): 

– Cécile Legallais, Directeur de recherche, CNRS, Université Technologique de Compiègne, France

– Antoine Venault, Associate Professor, Chung Yuan Christian University, Taïwan

Examinateurs (Jury):

– Loredana De Bartolo, Senior researcher, ITM CNR, Italy

– Sylvie Lorthois, Directeur de recherche, IMFT, CNRS, France

– Andries Van Der Meer, Assistant Professor, University of Twente, Pays-Bas

Invitées:

– Barbara Garmy-Susini, Directeur de recherche, Inserm, France

– Rob Lammertink, Professor, University of Twente, Pays-Bas

Directeur de thèse:

– Patrice Bacchin, Professor, Université de Toulouse, France

Co-directeur de thèse: 

– Jean François Lahitte, Associate Professor, Université de Toulouse, France

Master Classes du LGC

Le Génie des Procédés au cœur des enjeux de la Transition Énergétique

26-29 novembre 2018 Amphi 100 – ENSIACET
de 16h45 à 18h30

PROGRAMME

Lundi 26 Novembre

• Remodelage des réseaux d’échangeurs de chaleur : vers des solutions viables, robustes et adaptables… : Raphaele/Gilles Hétreux
• Analyse du Cycle de Vie de Systèmes Energétiques : Catherine Azzaro-Pantel

Mardi 27 novembre

• Stockage électrochimique de l’énergie : Principes généraux – Focus sur les Batteries Redox Flow avec un coup d’œil sur les Piles à combustible: Théo Tzedakis
• De la biocorrosion à la production d’hydrogène : histoire d’un transfert technologique : Régine Basseguy
• High Temperature concentrated solar thermal power plant with particle receiver : Renaud Ansart

Mercredi 28 novembre

• 16 : 45  Comment aller vers une distillation énergiquement sobre? Michel Meyer
• Du polymère aux essais sur site : une recherche collaborative pour capter le CO₂ par des contacteurs membranaires: Jean-Christophe Remigy

Jeudi 29 novembre

• 16 : 45  Graphène et énergie : Hugues Vergnes
• Procédés de production, de transformation et d’utilisation de vecteurs énergétiques issus de la biomasse : Mehrdji Hémati

INSCRIPTION (gratuite mais obligatoire)

Rendez-vous sur ce lien : https://www.weezevent.com/master-classes-du-lgc-2018

L’Axe Transversal Energie : Sources et gestion du LGC organise un séminaire :

 Génie des Procédés et Transition Energétique

Programme

14h-15h30

Introduction de la direction du LGC – Jean-Stéphane Condoret

Exposés introductifs de chercheurs sur les thèmes

Production et vecteurs
– Procédés et Matériaux pour l’Energie – Brigitte Caussat/Pierre Chamelot
– Procédés de production, de transformation et d’utilisation de vecteurs énergétiques issus de la biomasse (pyrogazéification, méthanation) – Mehrdji Hémati
– CCUS: les enjeux scientifiques et techniques; les réponses du LGC – Jean-Christophe Remigy/David Rouzineau

Efficacité énergétique
– Amélioration de l’efficacité énergétique des sites industriels : méthodes & outils – Raphaele Hétreux /Ludovic Montastruc
– Comment aller vers une distillation énergiquement sobre ? – Michel Meyer

Stockage
– Stockage électrochimique – Théo Tzédakis
– Hydrogène : moyen de stockage et acteur de l’écomobilité – Alain Bergel/ Catherine Azzaro-Pantel

16h-17h30

Présentations « flash » par les doctorants du LGC de 20 posters

La présentation par poster est limitée à 5 min

17h30

Discussion / goûter devant les posters

Ecole thématique CNRS – PHOTOCHEM

S’inscrivant pleinement dans les principes fondamentaux de la chimie verte, la photochimie préparative est une voie de synthèse basée sur l’utilisation de la lumière comme réactif, dans un domaine spectral allant de l’ultraviolet au visible. Elle présente des intérêts majeurs, comme la réduction des synthèses multi-étapes, ou l’accès à de nouvelles familles de composés hautement fonctionnalisés. Depuis une dizaine d’années, elle connaît une vraie renaissance, académique et industrielle, notamment liée à l’émergence de nouvelles technologies photochimiques (LED, flow photochemistry).

Cette Ecole Thématique du CNRS – PHOTOCHEM a pour objectif de proposer une formation de haute qualité et pluridisciplinaire dans ce domaine en plein essor.

Pour en savoir plus sur l’Ecole thématique CNRS – PHOTOCHEM

https://photochem.sciencesconf.org/

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Contact Ecole thématique CNRS – PHOTOCHEM : Karine LOUBIERE Karine.loubiere@ensiacet.fr 

It is a great pleasure to invite you to the 16th European Conference on Mixing, which will be held from 9-12 September 2018 in Toulouse, France. This successful conference series, which is organized by the European Federation of Chemical Engineering – Working Party on Mixing, has been running since 1974 and attracts academics and industrialists from all over the world to discuss progress on mixing technology, research and applications in the process industries.

The conference covers mixing in batch, semi-batch and continuous flows, as well as in novel equipment types, including those used for process intensification. It welcomes works employing experimental and/or numerical techniques (e.g. CFD) to explore challenges in the following core mixing topics:
– Single phase mixing, from turbulent to laminar flow
– Dispersions and multiphase mixing
– Mixing of products high viscosity and complex rheology
– Mixing in reactive flows
– Heat transfer and mixing

Applications extend to a wide range of industries, including fine chemicals, agrichemicals, pharmaceuticals, petrochemicals, biotechnology, polymer processing, cosmetics and consumer products, food, water treatment, pulp and paper, and minerals processing.

Nous accueillons du 11 au 22 juin, le Prof. Stephen GRAY, de Victoria University à MELBOURNE.

Durant son séjour au LGC, Stephen GRAY partagera sa vision de la recherche, autour de l‘eau, avec un focus sur mes membranes au travers de 2 séminaires, le premier à caractère technique, le second à caractère plus général :

14 juin 14h salle 3 R0 7 à l’Ensiacet : Technical talk – “Membrane Research at Victoria University – Fundamental, Strategic and Applied”  (molecular dynamics modelling of membrane fouling, work on membrane integrity monitoring and Small scale direct potable reuse
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> 21 juin 14h, Amphi 300 à l’Ensiacet : General talk – “Developing an Applied Water Research Program”  (our multi-disciplinary research program.  How we operate with our industry partners, where we get our research ideas from and provide some examples from across our research program.)

10 years ago, the first International Congress on Green Process Engineering took place in Toulouse, France. 10 years is a milestone and after 5 other editions in different countries around the world, it is a great pleasure to invite you back to Toulouse for the 6th International Congress on Green Process Engineering.

10 years has seen green process engineering (GPE) concepts in both education and research be vastly implemented. Education programs dedicated to GPE have appeared in many universities with courses covering numerous aspects, ranging from chemistry to new process technologies. In research, many groups have re-oriented their investigation paths in order to propose new solutions, including both environmentally friendly processes and economical aspects. Indeed, green process engineering is now an essential topic in most of general chemical engineering conferences and specific international journals have appeared, compiling all articles relevant to this area.

10 years has also been sufficient to evaluate the progress carried out in industries due to the implementation of new process technologies.

The 6th International Congress on Green Process Engineering will be an excellent opportunity to present and discuss the progress and latest advances in the area, as well as to network in order to build the new industry, the factory of the future!