Axe Catalyse Hétérogène
Equipes
Mot du responsable d'axe
L’axe catalyse hétérogène est issu du Laboratoire de Catalyse de Lille (LCL), membre fondateur en 2006 de l’actuelle UCCS avec le Laboratoire de Cristallochimie et Physicochimie du Solide (LCPS). L’axe CH combine et met en synergie des compétences en synthèses, caractérisations avancées, modélisation moléculaire et procédés au service des grands problèmes de sociétés tels le développement durable, l’énergie et l’environnement. L’axe CH développe de manière concomitante une recherche fondamentale de haut niveau et des innovations transférables au monde industriel.
L’axe est structuré en 5 équipes. Trois équipes thématiques couvrent les domaines d’activité principalement liés à la synthèse de molécules chimiques (valorisation de la biomasse, synthèse Fisher-Tropsh, utilisation du CO2), la préservation de la qualité de l’air (oxydation des COV, DeNOx), la production de carburants propres ou synthétiques et deux groupes transversaux centrent leurs recherches sur la synthèse de matériaux catalytiques et la modélisation moléculaire, appliquée à la réactivité et au développement de spectroscopies. L’axe fait des caractérisations avancées un point fort de ses activités et héberge la plateforme de caractérisations de surface (XPS, LEIS, Tof-SIMS), il est également partenaire de l’équipex ROCK (XAS in-situ résolue dans le temps) une ligne de lumière du synchrotron SOLEIL. Au-delà du triptyque synthèse-caractérisation-performances catalytiques, les travaux menés dans l’axe cherchent à couvrir l’intégralité du processus catalytique depuis la description du site actif jusqu’à la mise en œuvre des systèmes catalytiques dans les réacteurs et les procédés les plus appropriés. Pour assurer l’efficacité des transferts technologiques, l’axe s’appuie sur l’équipex Realcat, une plateforme haut débit, ainsi que sur le Hall pilote de catalyse (catalyse sous pression et charges réelles).
Présentation
Le développement et le renouveau du secteur de la chimie sont liés au développement de la catalyse hétérogène, intervenant dans les grands procédés de synthèse ou de traitement chimique. Dans un souci de protection de notre environnement et de développement durable, ces procédés catalytiques veillent maintenant à inclure une économie d’énergie et d’atomes, qui peut être atteinte par exemple par une approche pluridisciplinaire via le couplage de différents types de technologies ou la mise en œuvre de catalyseurs hybrides. Les avancées et innovations proposées dans les différents domaines de recherches développés par l’axe CH permettent ainsi de produire des carburants plus respectueux de l’environnement, de nouveaux synthons bio-sourcés capables de concurrencer le secteur de la pétrochimie ou des solutions pour le traitement de la pollution de l’air. L’axe CH dispose des compétences et des outils nécessaires pour s’attaquer à ces différents défis environnementaux et socio-économiques grâce à une approche consistant à mieux définir l’architecture du site actif du catalyseur à l’échelle moléculaire et les mécanismes de réactions associés sous environnement réactionnel complexe. Le second pilier sur lequel repose la stratégie de l’axe CH consiste à relier le catalyseur et sa formulation à l'ingénierie de sa mise en œuvre dans les procédés. Cette approche globale permet de maintenir une interface importante entre l’axe CH et le secteur industriel.
Stratégie
La démarche de l’axe catalyse hétérogène est de combiner des compétences en synthèses, caractérisations et procédés afin de mettre en œuvre des projets depuis la phase amont (synthèse de matériaux poreux hiérarchisés fonctionnalisés, remplacement des métaux nobles), et en y intégrant le génie des procédés (développement de réacteurs) et l’approche pré-industrielle (Hall Pilote et REALCAT). Cette démarche s’appuie aussi sur des moyens en modélisations et en caractérisation avancées adaptées aux analyses in situ ou operando (plateau analyses de surfaces, spectroscopie d’absorption X, EQUIPEX ROCK). La valorisation de la biomasse et la rationalisation de l’utilisation des ressources fossiles pour la synthèse chimique et l’énergie, associées à la protection de l’environnement constituent une large part du domaine de recherche de l’axe Catalyse Hétérogène. Ces recherches bénéficient de projets académiques, des actions PIA, du label Site Miroir de l’UMI CNRS-Solvay, des projets euro-région « Interreg », de projets européens et de soutiens industriels. Notre stratégie associe ainsi une approche fondamentale de la recherche exigeante et une volonté de valorisation de nos innovations par transfert au secteur industriel.