DEcontamination des eaux contenant des molécules pharmaceutiques par biocatalyse en flux continu avec des MEmbranes et MOnolithes de silice et carbone innovants.

par Wassim Sebai

Projet de thèse en Chimie et Physico-Chimie des Matériaux

Sous la direction de Anne Galarneau et de José Sanchez-marcano.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques Balard , en partenariat avec ICGM - Institut Charles Gerhardt de Montpellier (laboratoire) et de MACS - Matériaux Avancés pour la Catalyse et la Santé (equipe de recherche) depuis le 01-03-2018 .


  • Résumé

    Le projet vise à synthétiser des monolithes/membranes siliciques et carbonées innovantes à porosité hiérarchique, fonctionnalisés par des enzymes pour le traitement et la décontamination par bio catalyse en flux continu des eaux contenant des molécules pharmaceutiques. Ce projet concerne autant l'environnement que la santé humaine, car des résidus de médicaments et de pesticides se retrouvent dans les eaux de surface et souterraines, sources d'eau potable, et doivent être éliminés. l'IEM développe des procédés membranaires pour la décontamination des effluents aqueux par adsorption et bio catalyse avec des membranes céramiques en alumine (très faibles surfaces et volumes poreux) et s'attache à comprendre les phénomènes de transports. Une étude récente de l'ICGM montre la possibilité d'obtenir des monolithes siliciques à porosité hiérarchique interconnectée (macro-­/mésoporeux) par combinaison de procédé sol-­gel et de décomposition spinodale en présence de polymères pour un optimum de transfert de matière avec de faibles pertes de charge,une grande stabilité mécanique pouvant être percés en leur milieu par forage pour élaborer un nouveau type de membranes tubulaires de filtration tout à fait original. Ce format de membranes de très grandes surfaces spécifiques et volumes poreux, inexistant jusqu'à présent, ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine de la décontamination des eaux. Après calculs des propriétés de transport, des monolithes/membranes de porosité optimales seront synthétisées permettant d'envisager des procédés intensifiés avec des rendements très importants. Les monolithes/membranes seront greffées avec des laccases commerciales pour effectuer une dégradation oxydative continue sous air des molécules pharmaceutiques contenues dans les eaux à traiter. La synergie entre les 3 disciplines, génie des procédés, chimie des matériaux et enzymologie, permettra de créer un procédé en rupture pour le traitement biologique des eaux en flux continu.

  • Titre traduit

    decontamination of waters containing pharmaceutical molecules by biocatalysis in continuous flow with innovative MEmbranes and MOnoliths of silica and carbon. .


  • Résumé

    The project aims to synthesize innovative silica and carbon monoliths / membranes with hierarchical porosity, functionalised by enzymes for the treatment and decontamination by continuous flow catalysis of waters containing pharmaceutical molecules. This project concerns both the environment and human health,because drug and pesticide residues are found in surface and groundwater, sources of drinking water, and must be removed. IEM develops membrane processes for the decontamination of aqueous effluents by adsorption and bio-catalysis with ceramic membranes in alumina (very small surfaces and porous volumes) and focuses on understanding transport phenomena. a recent study done by the ICGM shows the possibility of obtaining interconnected hierarchical porosity silicones (macro - / mesoporous) by combination of sol - gel process and spinodal decomposition in vitro. presence of polymers for optimum material transfer with low pressure losses, high mechanical stability can be pierced in their middle by drilling to develop a new type of tubular filter membranes quite original. This format of membranes of very large specific surfaces and Porous volumes, nonexistent until now, open new perspectives in the field of water decontamination. After calculations of the transport properties, monoliths / membranes (porosity Optimal) will be synthesized to consider intensified processes with very high yields. The monoliths / membranes will be grafted with commercial laccases to carry out a continuous oxidative degradation under air of the pharmaceutical molecules contained in the waters to treat. The synergy between the 3 disciplines, process engineering, materials chemistry and enzymology, will create a breakthrough process for the biological treatment of continuous flow water.