Février 2001 - n°55

L'Institut Européen des Membranes de Montpellier : Recherche et innovation dans le domaine des matériaux et procédés membranaires

Depuis sa création en 1994, le Laboratoire des Matériaux et Procédés Membranaires (LMPM), Unité Mixte de Recherche CNRS - Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - Université de Montpellier II, était réparti sur trois sites différents. Cet éclatement est aujourd'hui révolu avec la création de l'Institut Européen des Membranes de Montpellier (IEMM) qui abrite depuis septembre 2000 la quasi-totalité des chercheurs du LMPM. 4000 m2 de locaux sont déjà disponibles et 1200 m2 seront réalisés prochainement et accueilleront les derniers scientifiques encore logés sur le campus CNRS. Situé entre l'Université Montpellier II et le campus CNRS route de Mende, l'Institut Européen des Membranes de Montpellier a été financé à hauteur de 30 MF par la Région, le MENRT et le CNRS. Il forme un nouvel ensemble architectural avec la Maison des Sciences de l'Eau qui abrite notamment le laboratoire d'Hydrosciences (CNRS-UMII-IRD). Ces deux projets dont l'Université Montpellier II était maître d'ouvrage, s'inscrivaient dans le cadre du XIème contrat de plan Etat-Région .

L'intitulé "Institut Européen des Membranes" retenu pour cette nouvelle structure reflète une volonté d'homogénéité et de synergie européenne comme nous l'explique le Professeur Louis Cot, directeur du LMPM et de l'IEMM, "un Institut Européen des Membranes existe déjà en Italie, Hollande, Allemagne et Angleterre et nous développons entre les différents Instituts les échanges de chercheurs ainsi que la complémentarité des recherches "

Les techniques membranaires : une évolution spectaculaire et une révolution technologique à venir

Microfiltration, ultrafiltration, osmose inverse, électrodialyse, pervaporation ... les techniques membranaires ont largement évolué ces dernières années et sont aujourd'hui présentes dans de nombreux domaines industriels : l'agroalimentaire, les biotechnologies, la chimie, le traitement des eaux, l'imprimerie ou encore l'électronique. Les techniques membranaires sont utilisées aussi bien pour simplifier les process de fabrication que pour traiter les effluents où elles permettent de réduire le volume des rejets industriels, de valoriser les déchets ou encore de séparer les polluants. Ces techniques connaissent une très forte expansion de l'ordre de 10 à 20 % par an et ne sont pas encore arrivées à maturité, de nombreuses innovations technologiques sur les matériaux et procédés sont encore attendues pour répondre aux demandes des industriels. Les activités du LMPM s'inscrivent dans ce contexte international de conception des membranes et des procédés du futur.

Une recherche fondamentale plurisdiciplinaire

"Avec ses 140 personnes dont 93 permanents, le LMPM a pour mission le développement d'une recherche fondamentale pluridisciplinaire de haut niveau sur les membranes, les procédés membranaires et la compréhension des processus mis en jeu " explique Louis Cot. Son action passe par une synergie entre la chimie des matériaux, la modélisation du transfert à l'échelle atomique et le génie des procédés ainsi que par un contact étroit avec le secteur applicatif. La stratégie scientifique du LMPM s'appuie sur la plurisdisciplinarité des compétences de ses chercheurs et des équipements scientifiques de pointe : microscopie électronique à balayage (résolution au nm), HPLC/SM, RMN ...

Elaboration de nouvelles membranes

Les équipes du LMPM contribuent activement au développement de nouveaux matériaux membranaires dont la composition chimique et la texture sont définies pour des applications spécifiques bien déterminées. Parmi les nouvelles membranes mises au point par le laboratoire montpelliérain, on peut citer les membranes de nanofiltration, les supports céramiques pour la filtration de l'air, les membranes catalytiques et les membranes hybrides organique-inorganique ou composites. Certaines de ces réalisations ont été transférées à l'industrie et sont déjà commercialisées.

Modélisation du transport à travers la membrane

"La connaissance précise des phénomènes de transport à travers les membranes est une part importante dans l'amélioration des processus membraires " souligne Louis Cot. Le LMPM a lancé des recherches sur la théorie du transport en milieux liquide et gaz, sur le développement du transport facilité, sur l'étude des interactions aux interfaces et sur le colmatage. Les travaux menés sur le colmatage ont notamment permis au laboratoire de mettre au point des nouvelles membranes permettant des débits 6 à 10 fois supérieurs.

Avancées dans le développement des procédés

"Les procédés à membranes connaissent des avancées significatives grâce à l'utilisation de nouveaux matériaux membranaires, à la meilleure compréhension des transferts et des interactions interfaciales mais aussi grâce au couplage des procédés " explique Louis Cot. De nombreuses études sont conduites au LMPM sur le couplage de procédés avec, par exemple, le couplage de la nanofiltration, de la complexation et de l'électrolyse pour la purification d'effluents contenant des métaux très dilués ou encore un nouveau procédé de dénitratation des eaux potables associant l'extraction des nitrates par électrodialyse et leur destruction par voie microbiologique au moyen d'un réacteur à membrane.

De nombreuses collaborations industrielles

Les technologies membranaires concernent de plus en plus de domaines industriels où elles permettent de résoudre certains problèmes par des procédés nouveaux et innovants. De nombreuses recherches sont ainsi menées par le LMPM à la demande d'industriels "une recherche appliquée qui engendre nécessairement de la recherche fondamentale, notre souci majeur étant de toujours adapter le matériau et le procédé au cas étudié " ajoute Louis Cot. La production de sérum physiologique par électrodialyse à partir de l'eau de mer à des fins cosmétiques, l'extraction spécifique par électrodialyse d'un intermédiaire de synthèse dans la production d'antibiotique, l'extraction sélective des ions halogénures des bains photographiques sont des exemples de recherche ayant conduit à une application industrielle. "Actuellement, nous avons des demandes pour la dépollution des effluents avec en particulier l'élimination des petites molécules type nitrates et surtout des attentes de l'industrie pour le traitement des gaz et la filtration de l'air " précise Louis Cot. "L'avenir est au développement des couplages de procédés et au développement des réacteurs catalytiques à membranes " ajoute le directeur de l'IEMM.

Le 23 novembre dernier, les compétences pluridisciplinaires de l'IEMM se sont encore élargies avec la création officielle d'une nouvelle équipe de recherche commune CNRS ­ ENSCM / UMII / CEA. Cette équipe constituée, de 6 personnes, travaille sur les interactions entre les fluides supercritiques (liquides portés à des pressions et des températures très élevées) et les milieux poreux.

V. CROCHET

Contact :

Institut Européen des Membranes de Montpellier

Pr Louis Cot