Transformations Intégrées de la Matière Renouvelable (TIMR) - EA 4297

L'Équipe d’Accueil Transformations Intégrées de la Matière Renouvelable (TIMR), EA 4297, créée en 2008, est sous tutelle conjointe de l’université de technologie de Compiègne (UTC) et de l'École Supérieure de Chimie Organique et Minérale (ESCOM).

Objectifs

Les objectifs de TIMR sont : développer, valider, et mettre en oeuvre les connaissances et savoir-faire destinés aux procédés et réactions de transformation de la matière renouvelable.

Les activités de recherche de l'unité s'insèrent dans les problématiques scientifiques et technologiques, et enjeux sociétaux actuels liés à l'optimisation de l'usage des ressources et au renouveau des procédés industriels en lien avec une démarche de développement durable, avec comme spécificités :

  • une approche multi-échelle et multi-physique alliant le génie des procédés(transformations physiques, chimiques, biologiques) et la chimie verte,
  • un champ applicatif large (énergie, environnement, industrie chimique et parachimique, bioraffinerie, pharmacie, nucléaire, sécurité des procédés ...),
  • des relations étroites avec les partenaires socio-économiques, en particulier concernant la valorisation des agro-ressources.

Equipes et thèmes de recherche

Les activités de recherche de TIMR s'articulent autour de cinq équipes aux compétences complémentaires et de la Chaire d'excellence Chimie et Procédés Verts :

  • Activités microbiennes et bioprocédés (MAB)

Caractérisation, suivi des activités microbiennes dans les milieux complexes naturels et industriels, et contrôle des bioprocédés via une approche multidisciplinaire.

  • Environmental protection in chemical engineering (EPICE)

Participation à la conception et au développement de procédés industriels avec comme contraintes la minimisation des impacts environnementaux et la maîtrise des risques industriels.

  • Interfaces et milieux divisés (IMiD)

Maîtrise du comportement de systèmes dispersés complexes dans les procédés de mise en oeuvre et mise en forme, phénomènes aux interfaces, propriétés comportementales des solides divisés.

  • Organic chemistry and alternative technologies (OCAT)

Techniques alternatives de synthèse de nouvelles molécules issues de la biomasse,procédés de synthèse propres et économes, valorisation des biomolécules et matériaux biosourcés.

  • Technologies agro-industrielles (TAI)

Maîtrise des procédés d'extraction et de séparation des biomolécules, mise en oeuvre de transformations physiques non conventionnelles, procédés émergents d'intensification des transferts.

  • Chaire d'excellence Chimie et Procédés Verts

L'objectif de la chaire est d'amplifier l'intégration entre la chimie et le génie des procédés par une approche multidisciplinaire favorisant le développement de procédés innovants.

Plateformes

Des plateformes et matériels expérimentaux permettent la mise en oeuvre des projets de recherche au sein de l'unité :

  • analyse (chimique, thermique, microbiologique),
  • chambres de culture microbienne,
  • fermenteurs,
  • plateforme solides divisés,
  • physicochimie des interfaces,
  • halle pilote (extraction-déshydratation,
  • séparation-purification,
  • champs électriques pulsés),
  • techniques alternatives de synthèse chimique (flux continu, microondes,ultrasons, nanocatalyse) ...

Projets de recherche et partenariats

  • Implication dans de nombreux projets de recherche partenariale avec des laboratoires académiques en France et à l'international : programmes européens Marie Curie Actions (Initial Training Networks), projets FUI, projets soutenus par la région Hauts-de-France et le FEDER, par le Pôle de Compétitivité Industries et Agro-Ressources, par l'ADEME, par Sorbonne Universités, ...
  • Fort investissement dans le Programme d'Investissements d'Avenir, dans le cadre de l'Institut pour la Transition Énergétique PIVERT (Picardie Innovations Végétales, Enseignements et Recherches Technologiques).
  • Volet important d'activités en relation avec les entreprises, en partenariat avec des grands groupes (Areva, groupe Avril, Maguin, L'Oréal, Nestlé, PCAS, PSA, Saint Gobain, Sanofi, SIAPP, Sofralab, Solvay, Tereos, Veolia, Weylchem...), des organismes de recherche et EPIC (CEA, CETIM, IFPEN, INERIS, ITERG, Terres Inovia ...), mais aussi des PME (Aaqius, Metarom, CCL ...) et start-up (SAS PIVERT ...).
  • Participation active à de nombreux réseaux et groupements de recherche tels que les alliances ANCRE et AllEnvi, ANSES, SFR Condorcet (FR CNRS 3417), European Federation of Chemical Engineering, GIS Solimetha, Société Française de Génie des Procédés, Société Chimique de France, Société Française Fluide-Particules, programme MOCOPEE, actions COST...

Bioraffinerie

Les plantes vont-elles sauver la chimie ? C'est le pari de la bioraffinerie qui va être construite dans le cadre du projet Pivert (Picardie Innovations Végétales Enseignements et Recherches Technologiques), récemment devenu, dans le cadre des investissements d'avenir, unique ITE (Institut pour la transition énergétique) dédié à la chimie du végétal à l'échelle du territoire. " Il s'agit à la fois de remplacer des molécules issues de la pétrochimie par des molécules végétales, d'imaginer des nouveaux process moins gourmands en énergie grâce aux plantes et de travailler sur des chaudières alimentées par des résidus végétaux ", expliquait Daniel Thomas, ancien vice-président du conseil scientifique et professeur au sein du laboratoire Génie Enzymatique et Cellulaire (GEC) de UTC.

À Compiègne, la recherche se focalise sur les oléagineux (colza, tournesol, lin...). Sofiprotéol, qui rassemble la filière oléagineuse, a déjà investi, à Venette, à proximité de Compiègne, là où s'est installée la plateforme Pivert. " Arkema, Rhodia, Solvay ou Chimex, la division chimie L'Oréal : les grand noms de la chimie seront là ! ", soulignait Daniel Thomas.

" A l'UTC, nous travaillons sur la plante elle-même, en agronomie. Comment la pousser à produire plus de molécules intéressantes à l'image, par exemple, des acides gras ramifiés, voisins des acides gras insaturés qui peuvent être utilisés dans les lubrifiants, les cires ou les plastifiants. " Autre piste, travailler sur des techniques propres (eau subcritique, champs électriques, micro onde) pour séparer les constituants de la plante. " Nous allons également étudier l'utilisation de la catalyse et de la biocatalyse (qui se sert des enzymes) afin de consommer moins d'énergie pour transformer la plante. "

Le professeur Daniel Thomas annonçait que le projet allait également s'appuyer sur les capacités d'auto-assemblage des lipides pour créer nanostructures biodégradables ou inventer de nouvelles formulations dont l'industrie cosmétique est très friande. Enfin, Pivert aurait un objectif plus global d'écologie industrielle. Une bioraffinerie devra être un lieu d'utilisation rationnelle de la matière première : à proximité, recyclage de tous les résidus en énergie ou en nouveaux produits.

La méthanisation

Le fumier, c'est de l'or ou plutôt de l'électricité. Depuis deux ans, l'équipe de Maurice Nonus, du laboratoire TIMR propose aux agriculteurs français une solution souple de méthanisation à la ferme.

La méthanisation, qui est le processus de transformation de la matière organique en biogaz, n'a rien de révolutionnaire puisqu'elle existe à l'état naturel avec le phénomène dit de gaz de marais. La méthanisation à la ferme est très développée en Allemagne. Là-bas, plus de 7000 agriculteurs alimentent des méthaniseurs avec le fumier de leurs bêtes et les productions végétales dites énergétiques dans des grosses unités fixes. Le gaz dégagé alimente un moteur qui produit de l'électricité. " Certains ont même abandonné l'élevage et cultivent des plantes qu'ils mettent entières dans le méthaniseur, par exemple du maïs, se transformant ainsi en producteurs d'électricité et de chaleur. " En France, on n'en est encore pas là. Certes, EDF rachète l'électricité mais il n'est pas encore autorisé de cultiver des plantes énergétiques uniquement pour alimenter les méthaniseurs.

" Nous avons imaginé un concept modulaire et mobile ", explique Maurice Nonus. Le module de méthanisation se présente sous la forme d'un conteneur traditionnel. L'éleveur le remplit, en une fois, soit une trentaine de tonnes de fumier puis le ferme (la méthanisation se fait en milieu confiné). " Nous avons travaillé pour intégrer dans le conteneur des dispositifs pour arroser et ensemencer le fumier, chauffer les jus, mesurer, analyser, et récupérer le biogaz. L'agriculteur n'a plus qu'à programmer son cycle de production. " Le méthane part dans un moteur qui produit de l'énergie électrique et la chaleur est récupérée pour être valorisée, soit deux sources de revenus supplémentaires pour l'exploitation. Les résidus sont ensuite épandus dans les champs.

Les agriculteurs ne sont pas restés insensibles à l'argument financier du dispositif. " Pour avoir une production intéressante, il faut avoir entre 70 et 100 têtes de bétails. " Et il est possible d'ajuster ses investissements à l'évolution de la taille de son cheptel, en achetant progressivement des conteneurs supplémentaires. Autre bon point, le fumier est immédiatement utilisé. Ce système, en piégeant le méthane permet aussi de limiter l'effet de serre.

Contact

Directeur du Laboratoire TIMR
Isabelle Pezron
Tél : 03 44 23 46 18 | Contacter par mail

La Recherche à l'UTC

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