Équipements

Le projet CHEMACT permet l’acquisition de nombreux équipements de pointe. En grande majorité, les investissements viennent consolider la plateforme de caractérisation avancée et la plateforme technologique d'ingénierie de l’Institut Chevreul. Ces équipements sont indispensables à la réalisation des études qui seront menées dans les différents axes. Ils s’inscrivent également dans la démarche de mutualisation et de structuration du secteur « Chimie-Matériaux », entreprise depuis plus de 10 ans, et qui se concrétise à l’échelle nationale par la participation à l’infrastructure de recherche INFRANALYTICS et à l’échelle internationale par l’infrastructure européenne EUSMI.

CERAMATHS

L’élaboration des céramiques techniques repose encore sur des procédés longs et énergivores. La fabrication additive, couplée au chauffage micro-ondes, ouvre la voie à une production plus rapide et écologique. Dans ce cadre, le laboratoire CERAMATHS a acquis deux équipements innovants pour explorer ces technologies.

  • Equipement de type stéréolithographie

Cet instrument était dédié dans un premier temps à des travaux dans le cadre d’une thèse cofinancée par la Région en lien avec l’UCCS, avec pour objectif le développement de supports de catalyse en céramique. Une deuxième thèse mettant en jeu cet équipement a débuté fin 2024. Cette thèse concerne l’élaboration de structures céramiques à gradient de porosité pour diverses applications, telles que la catalyse, le management thermique ou les implants biomédicaux.

  • Equipement de fabrication additive de type extrusion fine de pâtes céramiques « Robocasting »

Cet équipement a permis le démarrage de deux thèses en octobre 2023, une concernant le traitement thermique rapide par micro-ondes de biocéramiques mises en forme par fabrication additive (cofinancement Région/CAMVS) et l’autre concernant le développement de structures piézoélectriques par fabrication additive pour des applications capteurs (cofinancement UPHF/CAMVS).

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HT-SMARTFORMU

HT-SmartFormu est un pôle d’ingénierie au service de l’innovation en formulation, structuré autour de 4 axes principaux : Physicochimie, Formulation, Performances et Numérique. Il propose aux industriels et aux académiques des prestations, des services et des collaborations de recherche.

Sa mission : relever les défis environnementaux et sociétaux auxquels la formulation est confrontée. Ses expertises couvrent un large champ d’applications – cosmétiques, agroalimentaire, pharmacie, agrochimie, détergence, peintures, matériaux, etc. – et incluent notamment :

  • la compréhension des phénomènes dans des matrices complexe
  • la stabilisation et l’optimisation des formulations,
  • le remplacement des ingrédients pétrosourcés, toxiques ou réglementairement interdits.
  • la prédiction et la mesure des propriétés physicochimiques des matières premières et des mélanges,

Véritable partenaire stratégique, HT-SmartFormu accélère le développement et l’évaluation de nouvelles solutions de formulation durable.

Adossé à l’équipe de recherche CÏSCO2 de l’UCCS, le pôle possède une trentaine d’équipements dédiés à la formulation, Pour élargir son offre, il s’est récemment doté de cinq équipements de pointe grâce au projet CHEMACT du CPER, renforçant ainsi ses capacités d’innovation au service de la recherche académique et industrielle.

  • Turbiscan DNS : Cette plateforme a pour but de mesurer la dispersibilité et la stabilité des émulsions, des suspensions et des mousses sur des systèmes dynamiques, c’est-à-dire pendant l’agitation ou lors de l’ajout progressif d’un coproduit. Une fonctionnalité essentielle pour HT-SmartFormu car ces propriétés influencent fortement la qualité, la performance, la durée de vie et l'efficacité des produits.

  • Litesizer 700 : Cet instrument de haute précision est destiné à mesurer la taille des particules (suspensions/dispersions S/L), la taille des gouttelettes (émulsions ou tout autre dispersion L/L), le potentiel zêta (charge à la surface des particules ou gouttelettes) ainsi que la masse moléculaire de macromolécules. Il se distingue par une sélection automatique de l'angle de détection offrant les meilleurs paramètres. C’est une solution idéale pour optimiser la stabilité et la formulation de produits cosmétiques, pharmaceutiques ou chimiques.

  • Hair Tensile & Dimensional Automated Package : Cet outil est une plateforme automatisée haute capacité permettant de mesurer la résistance mécanique, le diamètre, et la fatigue cyclique des fibres capillaires. Grâce à son bras robotisé et sa cassette de 100 éprouvettes, il réalise de nombreux essais sans intervention humaine, offrant des résultats statistiquement fiables et reproductibles. 

  • SurPASS 3 : Cet analyseur de potentiel zêta a été spécialement conçu pour mesurer la charge de surface des matériaux solides à l'interface solide-liquide. Cet instrument permet également d'évaluer la stabilité à la surface du produit, tout en considérant les conséquences des traitements chimiques ou des variations de pH par exemple.

  • Spectrophotomètre MNano de la gamme infinite à lecteur de plaques (de 6 à 384 puits) : ce spectrophotomètre sert à mesurer la concentration de molécules cibles dans de nombreux échantillons simultanément. Il nous permet par exemple d'évaluer les activités biologiques d'extraits végétaux en vue de leurs performances dans des produits cosmétiques.

POLYREC

POLYREC a pour mission de trouver des solutions concernant le recyclage des matériaux polymères. Pour y répondre, un pôle a été mis en place, financé par le CPER CHEMACT, l’Institut Chevreul et l’UMET.

L'un des verrous technologiques les plus importants est d'améliorer la qualité des matières recyclées. Pour rendre ces matériaux recyclables et de bonnes qualités, plusieurs techniques existent comme la pyrolyse catalytique, l'extraction à l'aide de CO2 à l'état supercritique. 

Aujourd'hui, ce pôle dispose d'un ensemble d'équipements, pouvant être mis à disposition, pour répondre à ces enjeux.

  • Moteur pour ligne d'extrusion bi-vis assistée en scCO2 : Cet élément fait partie de l'ensemble de l'"extrudeuse bi-vis", elle permet un mélange homogène et continu des polymères.
  • Outils de caractérisation des différentes fractions et des matériaux
  • Système d'extraction en continu permettant d'extraire des polluants ou des molécules d'intérêt de systèmes complexes : Cet instrument permet le passage d’un flux continu de scCO2 à travers l’échantillon tout au long de l’expérience. En traversant l’échantillon, le flux de scCO2 extrait les contaminants, qui sont évacués de la cellule et collectés dans les séparateurs, évitant toute saturation du scCO2 et maximisant ainsi l'efficacité de l'extraction.

REALCAT

10 ans après son lancement, la plateforme de criblage catalytique haut-débit REALCAT (équipement d’excellence financée par le Plan Investissement Avenir) reste unique au monde.

Grâce au CPER CHEMACT, REALCAT a pu acquérir un ensemble d’équipements de criblage catalytique haut-débit, des instruments qui permettent d'accélérer les expériences et donc les résultats obtenues sur le plateforme REALCAT. Cette rapidité est un atout précieux face à la concurrence pour déposer des brevets et aller sur le marché.

  • Le spectromètre à plasma à couplage inductif (ICP) : Cet instrument est utilisé pour réaliser des analyses chimiques sur des catalyseurs. Il est accompagné d’un passeur d’échantillons automatisé pour un traitement haut débit, d’une perleuse qui prépare les échantillons en les broyant, et d’un générateur d’azote lié au fonctionnement de l'ICP.
  • 2 chromatographes en phase gazeuse et leurs passeurs d’échantillons : Ces outils permettent une analyse haut-débit des échantillons prélevés sur les réacteurs de la plateforme REALCAT.
  • La montée en gamme d’un cribleur catalytique en phase gaz Multi-R comprenant 4 réacteurs continus à lit fixe en parallèle, déjà installé sur la plateforme : Cet équipement permet d'évaluer la performance de catalyseurs en phase gazeuse sous certaines conditions. Il permet de tester simultanément plusieurs échantillons.
  • Un système de criblage catalytique haut-débit comprenant 24 réacteurs batch en parallèle, nommé SPR pour Screening Pressure Reactor. Cet outil permet de tester 24 catalyseurs ou jeux de conditions opératoires en une seule expérience.

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Matériaux macromoléculaires fonctionnels innovants et intelligents

Ce projet vise à développer des matériaux macromoléculaires bio-inspirés, adaptatifs et reprogrammables sur demande. Leurs propriétés contrôlables offrent des applications innovantes en santé, énergie, capteurs et actuateurs. Leur performance dépendra fortement des caractéristiques fondamentales des polymères utilisés.

  • Le détecteur de diffusion de lumière multi-angle (MALS pour Multi-Angle Light Scattering) : En analysant ls angles de diffusion de la lumière, cet outil permet de mesurer la taille, la forme et la masse molaire absolue ds polymères. Ce détecteur a été couplé à une chaine de chromatographie d’exclusion stérique (SEC) déjà en service sur le plateau d’analyse.
  • L’équipement de chromatographie d’exclusion stérique Tof MS : Ce système unique en France permet de séparer des macromolécules par Chromatographi d'exclusion stérique (SEC) et de caractériser leur masse exacte par spectrométrie de masse grâce à un système automatisé.
  • La nanoITC (titration calorimétrique à l’isotherme) : Cet instrument permet de déterminer expérimentalement la nature et les forces des interactions macromoléculaires des matériaux intelligents.
  • La SEC- quadruple détection : Cet équipement couplant 4 détecteurs (UV, Réfractomètre, Diffusion de la lumière statique, Viscosimètre), permet un accès aux masses molaires absolues, aux nombres de branchements par chaîne, axu rayons de giration et hydrodynamique, à la densité du polymère ou copolymère et au dosage des extrémités de chaîne en une seule analyse.

GEMTEX

L’élaboration de structures textiles avec des fibres biosourcées ou recyclées entraîne une gestion et une maitrise des relations structures/propriétés, qui sont différentes que celles des fibres traditionnelles (naturelles, synthétiques, verre, carbone…).

Pourtant, l'utilisation de ces fibres biosourcées ou recyclées pourrait réduire les conséquences négatives des textiles sur la planète. Le laboratoire GEMTEX contribue à une recherche qui vise à maitriser la phase d'élaboration, de caractérisations de ces nouveaux matériaux.

  • Air Flow Lin : En mesurant le débit d'air traversant un échantillon de fibres libériennes soumis à une pression constante, cet outil permet de déterminer la finesse des fibres (diamètre moyen équivalent).
  • Appareil de CND à ultrason et GLIDER-36X36 : Ces instruments permettent de vérifier la qualité interne des textiles sans les endommager. Les défauts invisibles à l'oeil nu sont repérés grâce à la technologie ultrasonore.