Laboratoire de Génie des procédés et matériaux (LGPM) EA 4038

Ce laboratoire intervient sur deux champs d'investigation en étroite interaction : le Génie des Procédés et les Matériaux. Modélisation, simulation et expérimentation sont les mots clés communs aux différents thèmes de recherche.
Cette complémentarité permet de partir de la compréhension des phénomènes microscopiques pour aboutir à la simulation et à l'optimisation et à l'intensification des procédés de transformation et d'élaboration. Notre savoir-faire est, en particulier, appliqué aux aspects durables des procédés (par exemple, économies de matière et d’énergie) et aux bio-procédés (utilisation de ressources renouvelables).

Ces domaines ont été renforcés par le démarrage d'une chaire de biotechnologies blanches fin 2010.

Le laboratoire est structuré en trois équipes de recherche.

Axes de recherche

Matériaux et biomatériaux

• Métaux, bois et fibres naturelles;
• Procédés d’élaboration et de transformation;
• Tribocorrosion

Chimie et procédés séparatifs

• Extraction liquide-liquide, extraction par émulsion ;
• Procédés membranaires et électro-membranaires ;
• Transport et dépôt de particules, filtration ;
• Chromatographie analytique et préparative

Bio-procédés

• Compréhension des phénomènes physicochimiques et biologiques,
• Modélisation multi-échelle,
• Mise en œuvre et contrôle commande de bio-réacteurs
• Micro-algues (captage CO2, épuration d’eaux usées), méthanisation
• Production et purification de molécules d'intérêt

Domaines d'application

Biomasse, biotechnologies blanches, caractérisation et élaboration des matériaux, énergie, environnement, industries chimiques et pharmaceutiques, photovoltaïque, traitement des eaux, hydrométallurgie.

Équipements spécifiques

• Analyse et caractérisation : spectromètres (analyse élémentaire, ICP-AES, UV, IR, absorption atomique, fluorescence X), chromatographes, MEB + EDS, MEB environnemental, microscope interférométrique, microtopographe, tribocorrosimètres, thermobalance couplée DSC, activité biologique par calorimétrie, DMA, diffusion massique, perméabilité, isothermes de sorption, granulométrie laser, tensiomètrie à goutte, vélocimétrie par image de particules PIV, déformation par corrélation d'image.
• Procédés : extraction liquide-liquide, chromatographie préparative (phase gazeuse et liquide), ultra et nano filtration, osmose inverse, photo-bioréacteurs, séchage, traitement thermique, mouillage à haute température, traitements de surfaces.
• Modélisation/simulation : simulation numérique directe de la filtration en profondeur, simulation multi-échelle des transferts couplés en milieux poreux, simulation multi-physique, méthodes numériques sans maillage, modélisation de bio-procédés.

Exemples de travaux

Particules d’oxyde sur une surface de fer-silicium (microscope à force atomique)

Schéma de l’émulsion multiple et modèle d’un globule.

Schéma des mécanismes de passage/blocage (d'après Béguin et al., Soft Matter, 2011).