OFFRE DE THESE en Membranes à l’ Institut des Sciences Chimiques de Rennes (UMR-CNRS 6226) – équipe Chimie et Ingénierie des Procédés (CIP): Etude des mécanismes de transfert en nanofiltration appliquée à des milieux hydroorganiques et organiques En chimie fine, les étapes de séparation/purification sont responsables de 75% des coûts de production et environ 45% des coûts énérgétiques. La substitution de procédés énergivores (tels que la distillation couramment utilisée) par des procédés éco-compatibles est donc un objectif majeur. Le développement de la nanofiltration en milieu aqueux (NF) remonte au début des années 90- Si de nombreuses applications existent au plan industriel, les connaissances sur les mécanismes de transfert responsable de la rétention et/ou du transfert sont encore insuffisantes pour simuler les procédés et faciliter une plus large intégration industrielle. Cependant les forces responsables des transferts à travers les membranes sont identifiées (tamisage moléculaire, interactions électrostatiques, majoritairement). Le groupe membrane de CIP est reconnu pour être à la pointe de la modélisation dans ce domaine. Le développement de la nanofiltration en milieu organique (OSN) est plus récent encore. Bien que des applications industrielles (recyclage de solvants) existent déjà, tout ou presque reste à faire pour comprendre les transferts et par suite les maitriser et étendre les applications à des mélanges complexes (par exemple des milieux issus de réacteurs de synthèse organique catalysée). Les mécanismes de transfert en OSN sont vraisemblablement fondés sur des interactions physicochimiques entre membrane polymère et soluté organique à retenir ou transférer; les forces de van der Waals et interactions hydrophobes y jouent probablement un rôle majeur). Le groupe membrane de CIP avec les membres du consortium ANR-MemChem est le seul en France à travailler depuis 8 ans de façon continue sur cette thématique OSN appliquée à des mélanges complexes (métathèse des oléfines puis hydroformylation d'oléfines fonctionnalisées). Les milieux hydro-organiques devraient présenter des mécanismes intermédiaires entre NF et OSN et il n'existe pratiquement pas de littérature sur le sujet. Cependant ces milieux présentent eux aussi un intérêt industriel majeur dans le domaine des biotechnologies et des industries pharmaceutiques puisque de nombreuses extractions sont obtenues par des mélanges hydro-alcooliques. L'objectif de la thèse est de contribuer à améliorer les connaissances sur les mécanismes de transfert en milieux hydro-organiques (eau/alcool, eau/acétonitrile, etc.) tout en faisant le pont avec les mécanismes en milieux aqueux (quelles part prise par les interactions électrostatiques?) et les milieux organiques( quelle part prise par l'exclusion stérique? par les interactions hydrophobes? quel rôle de l'affinité du solvant pour la membrane qui gonfle en fonction de la nature du solvant? quel rôle de l'affinité solvant- soluté à filtrer?) Le sujet de thèse est à caractère fondamental sur une thématique innovante: procédés de séparation par membranes en milieux hydro-organiques et organiques en relation avec les défis sociétaux traitant du renouveau industriel à travers la maitrise de procédés respectueux de l'environnement pour une chimie verte et une production durable. Le(la) doctorant(e) sera associé(e) au projet ANR-MemChem qui traite d'OSN sur des milieux de métathèse des oléfines (dans le toluène) et d'hydroformylation d'oléfines fonctionnalisées (dans le toluène et l'acétonitrile) 1 Contact par mail: Murielle Rabiller-Baudry [email protected] Lydie Paugam [email protected] Adresse du laboratoire : Université de Rennes 1 - UMR-CNRS Institut des Sciences Chimiques de Rennes Equipe Chimie et Ingénierie des Procédés 263 avenue du général Leclerc - batiment 10 A - CS74205, case 1011 35042 Rennes Cedex, France 2