Dossier

41 : L’UTC dévoile sa feuille de route d’ici à 2023

D’ici à la fin d’année, le HCERES évaluera tous les laboratoires de recherche de l’UTC sur la période 2012-2017. A cette occasion, l’université a actualisé sa politique scientifique pour le prochain contrat quinquennal (2018-2023). Zoom sur ses grandes orientations et leur déclinaison dans ses différentes unités de recherche.

41 : L’UTC dévoile sa feuille de route d’ici à 2023

TIMR : cap sur l’économie circulaire

Commun à l’UTC et à l’École supérieure de chimie organique et minérale, le laboratoire Transformations intégrées de la matière renouvelable (TIMR) est au centre d’une des trois grandes thématiques de recherche de l’UTC : la bioéconomie et la bioraffinerie territorialisée. Son objectif pour les années à venir : consolider les orientations prises avec le contrat quinquennal en cours et, notamment, renforcer son expertise en développant des coopérations avec des laboratoires de recherche fondamentale et les partenaires industriels.

Evoluer vers une économie décarbonée, sobre en matières premières et en énergie, privilégiant les ressources renouvelables et maîtrisant les impacts environnementaux de ses procédés industriels. Ce sont les grands défis sociétaux auxquels contribuent à répondre les travaux de TIMR. « En 2010, nous avons choisi de nous intéresser en priorité à la matière organique renouvelable, explique André Pauss, directeur du laboratoire. Cette priorité reste valable pour le prochain contrat quinquennal, qui s’inscrira dans la continuité du contrat en cours. Notre projet est de développer, valider et mettre en œuvre les connaissances et savoir-faire destinés aux procédés et réactions de transformation de cette matière. »

Objet emblématique des travaux du laboratoire ? La bioraffinerie territorialisée, concept inspiré du principe des raffineries de pétrole : tirer la quintessence d’une ressource pour en extraire le maximum de produits. Sauf qu’il s’agit ici de raffiner des plantes cultivées localement pour produire des molécules et des ingrédients remplaçant ceux venant du pétrole, et inventer ou améliorer les procédés pour ce faire. Les applications sont celles de la chimie classique : alimentation, santé, cosmétiques, matériaux… Et l’objectif est de tendre vers le zéro déchet à l’issue du processus de raffinage, en créant un écosystème industriel territorial dans lequel les sous-produits de certaines activités de transformation des végétaux servent de matière première à d’autres. Au sein de l’UTC, cette unité de recherche cogérée avec l’ESCOM est ainsi le principal contributeur du programme de recherche précompétitif de l’Institut pour la transition énergétique Pivert[1], dont l’objectif est de jeter les bases de la bioraffinerie du futur. Il sera également partie prenante de la phase à venir : l’expérimentation d’un démonstrateur préindustriel de bioraffinerie.

 

Quatre axes de recherche

Chimie, biologie, physicochimie, procédés, gestion et prévention des risques: le laboratoire a la particularité de réunir une chaîne de compétences lui permettant de développer des approches combinées et de traiter de nombreux aspects des questions complexes que soulève la transformation des matières renouvelables. Ses recherches s’articulent principalement autour de quatre axes. En premier lieu, mettre en œuvre une chimie verte, qui non seulement utilise des ressources renouvelables, mais est économe en molécules, en solvants, en énergie… « Par exemple, lorsqu’on transforme des molécules issues de bioressources pour en faire des synthons, c’est-à-dire des briques élémentaires pour des réactions chimiques plus complexes, on essaie de remplacer les réactions consommatrices d’acides forts ou de catalyseurs rares et chers par des approches techniques dont l’impact et le coût sont moindres », explique André Pauss.

Ensuite – et c’est un des enjeux clés de la valorisation des ressources renouvelables –, le laboratoire travaille à développer des procédés de séparation et de transformation des composés des végétaux et de leurs sous-produits tout à la fois innovants, efficaces et, là encore, faiblement consommateurs d’eau et d’énergie et intègrent dès leur conception la minimisation des risques.

Troisième axe de recherche : l’étude des propriétés d’usage des molécules d’origine végétale, qui doivent offrir les mêmes caractéristiques que les molécules à remplacer ou en apporter de nouvelles. Pour substituer une huile végétale à une huile minérale dans un moteur, il faut par exemple qu’elle réponde à des critères de viscosité, de tenue à la chaleur, etc.

Enfin, les recherches du laboratoire comportent également tout un volet environnemental : traitement des effluents, mesure des impacts que peuvent avoir des molécules sur l’environnement…

 

Davantage de synergies au sein de Sorbonne Universités

Si la chimie végétale et les bioraffineries constituent le principal objet de ses activités, TIMR met également ses compétences à profit dans bien d’autres domaines stratégiques : méthanisation des effluents agricoles, traitement des eaux usées urbaines… Ou encore étude de l’adsorption et de la désorption de l’hydrogène par un solide, solution envisagée pour stocker ce gaz sans doute appelé à devenir une énergie clé des transports de demain.

Dans les années à venir, l’un des grands enjeux du laboratoire sera de nouer de nouvelles alliances pour consolider son expertise face à la complexité des thématiques qu’il traite. « Nous sommes très en prise avec les préoccupations du monde industriel, souligne André Pauss. C’est une de nos spécificités : la majorité de nos contrats sont des partenariats industriels et, si nous sommes avant tout positionnés sur les TRL 3 à 6, nous allons ponctuellement jusqu’aux TRL 7, 8 et 9. Mais, désormais, il s’agit de nous renforcer sur l’amont. Même pour des procédés de séparation aussi basiques que la filtration, par exemple, nous avons besoin d’une connaissance intime de la matière pour concevoir les solutions les plus efficaces. Autrement dit, pour atteindre le TRL 9, il faut maîtriser les TRL 1 et 2. Notre objectif est donc de développer nos coopérations avec des laboratoires de recherche fondamentale. L’appartenance de l’UTC à Sorbonne Universités nous en offre d’autant mieux l’opportunité, car elle est source de synergies avec l’UPMC. »


[1] Pivert – Picardie innovations végétales, enseignements et recherches technologiques – est un Institut pour la transition énergétique créé dans le cadre du Programme d’investissements d’avenir.