PBS 2017 : Centrale Lille a accueilli des participants du congrès

A l’occasion du Plant Based Summit 2017, l’école Centrale de Lille a fait état de ses savoir-faire dans le domaine du biosourcé. L’école compte en effet plusieurs de ses enseignants chercheurs au sein de l’équipe ValBio qui dépend du laboratoire UCCS (Unité de catalyse et Chimie du Solide – UMR CNRS 8181) dont les recherches portent entre autres sur la valorisation catalytique avancée de la biomasse pour les bioraffineries. Pilotées et coordonnées par Sébastien Paul, ces équipes mènent des travaux pionniers en catalyse hybride (mêlant chemo- et bio-catalyse dans un même réacteur) en tirant parti des capacités d’accélération de la mise au point des nouveaux procédés catalytiques offertes par l’Equipex REALCAT installé sur le site de l’école d’ingénieurs.

Vers la production d'acroléine biosourcée

Quelques exemples : les enseignants chercheurs ont mis au point un procédé catalytique permettant de produire de l’acroléine biosourcée à partir de glycérol coproduit de la filière biodiesel. Cette acroléine biosourcée sert ensuite à produire de la méthionine destinée à être valorisée en tant qu’additif pour l’alimentation animale. Le procédé permet à la fois de produire de l’acroléine biosourcée mais également d’améliorer l’économie de la filière biodiesel en valorisant un coproduit important du procédé de transestérification des huiles végétales. L’originalité de cette recherche est de combiner les compétences en chimie et en génie chimique de l’équipe ValBio pour parvenir à une solution technologique viable. Réalisés pour le compte de la société Adisseo en étroite collaboration avec ses équipes R&D, ces travaux ont donné lieu au dépôt de 2 brevets :

  1. Method for preparing acrolein from glycerol or glycerine : Paul, B. Katryniok, F. Dumeignil, M. Capron. Publié le 14/07/2011 sous la référence WO 2011 083254
  2. Process for obtaining acrolein by catalytic dehydration of glycerol or glycerine : Paul, V. Bellière-Baca, N. Fatah, S. Pariente. Publié le 03/05/2012 sous la référence WO 2012 056166

De l'acide acrylique sur base glycérol

L’équipe ValBio a également mis au point, en collaboration avec des chercheurs japonais, un procédé permettant de produire en deux étapes de l’acide acrylique à partir de glycérol biosourcé – sans production intermédiaire d’acroléine. Ce procédé contourne ainsi le problème de baisse des rendements induite par l’inévitable désactivation du catalyseur acide utilisée pour la synthèse d’acroléine (empoisonnement progressif par la formation d’une couche de carbone à sa surface). Il s’agit de produire à des coûts plus maîtrisés une autre molécule plateforme, l’alcool allylique, puis de la valoriser en acide acrylique en vue de répondre à la demande croissante des industriels des peintures, des matériaux de revêtement, des adhésifs, des super-absorbants, etc.

Ce procédé innovant a été mis au point en collaboration avec des chercheurs japonais de l’AIST (équivalent du CNRS au Japon) et du Catalysis Research Center de l’Université d’Hokkaido dans le cadre d’un Laboratoire International Associé labellisé par le CNRS. Il a donné lieu au dépôt d’un brevet par le CNRS, Centrale Lille, l’Université de Lille, sciences et technologies et l’Université d’Hokkaido :

- Use of molybdenum and vanadium mixed oxides as catalysts for the oxidation of unsaturated alcohols into insaturated carboxylic acids : Paul, F. Dumeignil, B. Katryniok, M. Araque Marin, T. Murayama, W. Ueda. Publié le 22/12/2016 sous la référence WO 2016 203283

Et d’un brevet par le CNRS, Centrale Lille, l’Université de Lille, sciences et technologies, et l’AIST :

- Use of rhenium-containing supported heterogeneous catalysts for the direct deoxydehydration of glycerol to allyl alcohol : Kon, B. Katryniok, F. Dumeignil, M. Araque Marin, S. Paul. Publié le 02/02/2017 sous la référence WO 2017 017122

Pour la conduite de ces travaux, les chercheurs de l’équipe Valbio se sont appuyés sur l’Equipex REALCAT. Cette plateforme de criblage catalytique haut débit unique au monde raccourcit la phase expérimentale indispensable à la conception de nouvelles formulations catalytiques. Sa dimension haut débit démultiplie en effet la quantité d'expériences effectuées en un temps donné. Par ailleurs, étant totalement automatisés, ses équipements permettent de tester en parallèle et rapidement un nombre conséquent de catalyseurs avec, à la clé, une reproductibilité améliorée et une réduction significative du délai et des coûts de mise au point de ces nouvelles substances. Située en plein coeur du site universitaire Lillois, la plateforme REALCAT est supportée par trois laboratoires de renom fortement impliqués dans le développement d'une nouvelle bioéconomie durable : l’UCCS, l’Institut Charles Violette et CRIStAL.

Parmi les récentes innovations :

  • - Mise au point d’un procédé catalytique de production d’hydrogène à partir de bio-éthanol.
  • - Définition d’un procédé qui associe dans un même réacteur un biocatalyseur (enzyme) et un catalyseur chimique fonctionnant en synergie et démontrant ainsi le concept de catalyse hybride.

Une visite de cette plateforme était prévue pour les industriels le 27 avril dans la prolongation du Plant Based Summit.

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