LABORATOIRE DE GENIE CHIMIQUE

7 juin. thèse de Claudia Cote

V.GERBAUD — 2013-05-17T12:23:25Z

La soutenance de thèse se déroulera le Vendredi 7 Juin à 9h30 à l'ENSIACET dans la salle de thèse. Elle s'intitule : « Biocorrosion de l'acier au carbone dans les systèmes d'injection d'eau de l'industrie du pétrole et du gaz : nouveaux modèles expérimentaux issus du terrain ».

Résumé :

L'industrie pétrolière et gazière subie d'importantes pertes économiques en raison de problèmes liés à la corrosion. Parmi ces problèmes, la corrosion induite par les micro-organismes (biocorrosion) fait toujours l'objet de recherche, le mécanisme le plus souvent évoqué et documenté étant lié aux bactéries sulfato-réductrices (BSR). Cependant certaines études ont montré que la biocorrosion pouvait se produire même en absence de BSR dans l'environnement corrosif ; le principal objectif de la thèse était donc de fournir un nouvel éclairage sur la corrosion anaérobie de l'acier au carbone en proposant des mécanismes différents de ceux impliquant les BSR.

En premier lieu, l'influence d'une souche électro-active, G. sulfurreducens, sur la protection/corrosion de l'acier C1145 a été étudiée. Lorsque des espèces phosphate sont présentes dans le milieu, la bactérie favorise la formation d'une couche de Fer/Phosphate qui ensuite protège le matériau. En présence d'ammonium, les vitesses de corrosion sont plus élevées mais les bactéries réduisent la dissolution du métal.

En deuxième partie, des échantillons de terrain issus des opérations de nettoyage des pipelines des systèmes d'injection ont été analysés d'un point de vue microbiologique et électrochimique. L'analyse moléculaire et l'identification de la communauté bactérienne montre la présence d'espèces sulfurogènes autre que les BSR. Ces bactéries peuvent stimuler la corrosion des métaux par la production d'acides organiques, de CO2 et de différentes espèces soufrées telles que H2S. De surcroît, il a été prouvé que le consortium contenu dans les échantillons de terrain accélérait la corrosion de l'acier au carbone, principalement par la production d'espèces sulfures.

Mots-clés : biocorrosion, acier au carbone, CIM, anaérobie, Geobacter sulfurreducens

Jury

Mme Régine BASSGUY, Directeur de thèse
Mme Marie LIBERT, Rapporteur
M. Bernard TRIBOLLET, Rapporteur
Mme Nadine PEBERE, Membre
M. Mathieu BERGE, Membre
M. Damien FERON, Membre
M. Florin TURCU, Membre

2-4 septembre 2013. Conférence finale du réseau BIOCORR ITN

V.GERBAUD — 2013-05-15T08:32:05Z

EUROCORR 2013 aura lieu à Estoril (Portugal) et sera l'occasion de présenter les activités fructueuses du réseau BIOCOR.

Le réseau européen BIOCOR ITN (www.biocor.eu) coordonné par le CNRS – Laboratoire de Génie Chimique, Toulouse France, et financé par le programme Marie Curie du 7ème PCRD “People”, participera activement au congrès EUROCORR 2013, à Estoril au Portugal, en organisant sa Conférence Finale, couplée avec la session Corrosion Microbienne (WP10) (www. eurocorr2013.org).

Cet évènement, organisé par la Fédération Européenne de Corrosion (FEC) avec la collaboration de Ricerca sul Sistema Energetico, Milan, Italy permettra aux chercheurs recrutés au sein du réseau de présenter leurs conclusions achevant leurs projets individuels basés sur des problèmes en biocorrosion rencontrés dans trois grand domaines industriels : l'industrie du gaz et du pétrole (en particulier les systèmes d'injection d'eau), les systèmes de refroidissement dans les équipements des centrales électriques et les systèmes de stockage géologique des déchets nucléaires. Ces résultats ont été partiellement présentés durant les deux dernières éditions d'EUROCORR. Notre Conférence Finale regroupe également d'autres sujets venant du monde entier grâce à la contribution d'intervenants internationaux.

Les membres du réseau BIOCOR ITN seront heureux d'accueillir chercheurs et représentants industriels intéressés par le sujet de la Biocorrosion du lundi 2 au mercredi 4 septembre 2013.

présentation de l'action transversale thermodynamique

V.GERBAUD — 2013-05-07T13:05:43Z

Le laboratoire de Génie chimique est membre du GDR Thermodynamique depuis sa création.

Responsable et contact : Vincent GERBAUD

Les activités liées à la thermodynamique au laboratoire couvrent un large éventail de systèmes matériels, de techniques expérimentales et de modèles utilisés en génie des procédés :

systèmes solide - liquide :
- mesure et prédiction de solubilité de principes activfs dans différents solvants
- diagrammes de phases métalliques
- courbes de fusion et interestérification des huiles végétales
- purification en milieux sels fondus

systèmes électrolytiques :
- mesure de l'activité de l'eau et du volume de mélange pour la détermination des degrés d'hydratation des sucres en solution. modélisation avec le modèle de Pitzer. transfert intramembranaire en présence de sels et de sucres.
- modélisation des équilibres acido-basiques dans les vins ; suivi de pH en milieux fermentaires
- équation du viriel osmotique pour les systèmes colloïdaux

systèmes liquide - vapeur
- simulation des courbes de résidu pour la conception des colonnes de distillation
- régression de données d'équilibre liquide - vapeur et de grandeurs de mélanges par modèle de coefficient d'activité (NRTL, UNIFAC UNIQUAC, ...)

milieux supercritiques
- mesure et modélisation de propriétés pour les systèmes binaires en CO2 supercritique

modèles
- développement de modèles thermodynamiques avec règle de mélange complexe pour les systèmes S-L1-L2-V-sC des systèmes électrolytiques forts HIx- H2SO4
- utilisation de modèle d'équation d'état de type SAFT (PC-SAFT, soft-SAFT)
- utilisation de modèle basé sur le premier principe (COSMO-SAC)
- utilisation de méthodes de simulation moléculaire (NPT, Gibbs ensemble Monte Carlo, Mesoscale dynamics)
  - simulation de l'agglomération
  - simulation des équilibres liquide - vapeur des nitriles

Modèles par Bilans de population

M.ABBAS — 2013-04-14T16:00:16Z

Développement de noyaux multidimensionnels pour décrire l'évolution de la morphologie d'objets sous contraintes hydrodynamiques

Carole Saudejaud, Christine Frances, Mallorie Tourbin, Sylvie Schetrite

Développement d'outils génériques pour la modélisation des procédés de broyage par bilans de population

Christine Frances

Influence des contraintes hydrodynamiques en régime turbulent sur l'agrégation et la rupture de flocs

Carole Saudejaud, Christine Frances

Interactions particules-paroi

M.ABBAS — 2013-04-14T15:42:42Z

Capture de particules à la surface d'une membrane modèle

Yannick Hallez

La capture de particules lors de la filtration de suspensions colloïdales dépend d'équilibres complexes entre des forces répulsives, comme les forces hydrodynamiques ou électrostatiques, et des forces attractives parmis lesquelles les forces de van der Waals. Il est donc nécessaire de pouvoir calculer ces dernières dans des géométries parfois complexes. Nous avons calculé ces forces de manière analytique en nous appuyant sur une hypothèse d'additivité pour une sphère en interaction avec un quart d'espace. Grâce à ce résultat nous avons aussi dérivé des expressions analytiques pour une sphère en interaction avec une plaque fendue d'épaisseur finie ou infinie, un pavé semi-infini, un pilier 2D, un barreau rectangulaire, un coin et un canal rectangulaire. Le code de recherche WITS (van der Waals Interactions Tree-based Simulator), basé sur une stratégie de maillage adaptatif "octree" a aussi été développé lors de cette étude et a permis de valider les résultats analytiques.

Le domaine de validité d'un modèle d'interaction sphère/plan a été déterminé pour une utilisation dans le voisinage d'un dièdre. L'interaction entre une sphère et un pore cylindrique dans un plaque d'épaisseur finie a été simulée et le domaine de validité d'une approximation de type sphère/plaque fendue au voisinage d'un pore a été déduit des résultats numériques.

Filtration de particules poreuses et déformables sur micro-séparateurs

Martine Meireles

Transport de bactéries et de particules dans un modèle microfluidique de milieu poreux

Patrice Bacchin, Christel Causserand

Transport de colloïdes concentrés dans un milieux poreux

Patrice Bacchin

Transfert et déformabilité des bactéries à travers un poreux sous contraintes (pression, force ionique, ..)

Clémence Coetsier, Christel Causserand, Yannick Hallez

5 avril : thèse Jordan SEIRA (Dir. C. Albasi & C. Sablayrolles & C. Joannis-Cassan)

V.GERBAUD — 2013-04-02T12:41:46Z

La soutenance aura lieu le vendredi 05 avril 2013 à 9 h 30 dans l'amphithéâtre 100 de l'INP-ENSIACET.

Titre : Rôle de la sorption et de la biodégradation dans l'élimination de micropolluants par des procédés d'épuration biologique : application aux molécules anticancéreuses traitées par bioréacteur à membrane.

Résumé : Les travaux de recherche effectués dans le cadre de ce travail de thèse ont eu pour objectif de caractériser le rôle joué par les mécanismes de sorption et de biodégradation dans l'élimination de micropolluants organiques par les boues biologiques, et notamment celles de bioréacteur à membrane. La première étape a consisté en la mise au point d'une méthode d'analyse de molécules anticancéreuses depuis les phases aqueuse et solide des boues. L'extraction des molécules contenues dans la phase aqueuse a été réalisée par une combinaison de cartouches SPE permettant la récupération sélective d'espèces acides, neutres et basiques. L'extraction depuis la phase solide a été rendue possible grâce l'utilisation de la technique sous solvant pressurisé et à chaud PLE, suivie par une étape de purification directement inspirée de la méthode développée pour la phase aqueuse. Une procédure originale de préparation d'échantillons de boues a été proposée pour estimer rigoureusement le phénomène de sorption. Le modèle de Freundlich est celui qui a donné les corrélations les plus satisfaisantes et a été sélectionné. La détermination des paramètres du modèle a mis en évidence des comportements de sorption différents pour les molécules ciblées, mais toujours caractérisés par des aptitudes de sorption faibles. La mise en relation des propriétés physico-chimiques des molécules, des boues et des paramètres de sorption n'a pas révélé de corrélations évidentes entre ces différents paramètres et ne permet pas de proposer de modèle capable de prédire la sorption en fonction des caractéristiques des boues et des polluants. La caractérisation du comportement d'un cocktail d'anticancéreux lors du traitement par un pilote de bioréacteur à membrane externe a révélé que le principal mécanisme à l'origine de leur élimination était la biodégradation. Les interactions entre les microorganismes et les micropolluants ciblés sont liées au cométabolisme. Une étude poussée du mécanisme a révélé que ces mêmes interactions étaient à l'origine d'une limitation de la biodégradation et doivent être intensifiées pour améliorer les performances de traitement sur ce point.

Mots –clés : sorption, biodégradation, molécules anticancéreuses, boue, méthode analytique, bioréacteur à membrane

Jury :

Rapporteurs
- Pr. Christelle WISNIEWSKI, Professeur des universités, Université Montpellier I
- Pr. Marina COQUERY, Directrice de recherches, IRSTEA Lyon
Directeurs de thèse
- Pr. Claire ALBASI, Directrice de recherches, Université de Toulouse
- Dr. Caroline SABLAYROLLES, Maître de conférences, Université de Toulouse
- Dr. Claire JOANNIS-CASSAN, Maître de conférences, Université de Toulouse
Examinateurs
- Dr. Chrystelle BANCON-MONTIGNY, Maître de conférences, Université Montpellier II
- Pr. Dominique PATUREAU, Directrice de recherches, LBE Narbonne
- Pr. Christophe DAGOT, Professeur des universités, Université de Limoges
- Dr. Luis CASTILLO, Expert contaminants émergents, Veolia ERI

5 avril. Thèse de El-Awady ATTIA (Dir. J.M. Le Lann & Ph. Duquenne)

V.GERBAUD — 2013-04-02T12:34:51Z

La soutenance aura lieu le vendredi 5 avril à 10 heures en Salle du Conseil de l'ENSIACET

Titre : « Prise en compte de la flexibilité des ressources humaines dans la planification et l'ordonnancement des activités industrielles ».

Jury :

M. Éric BONJOUR - ENSGSI – Nancy (Rapporteur)
M. Emmanuel CAILLAUD – ENSAM – Metz (Rapporteur)
M. Alexandre DOLGUI – EMSE-Saint-Etienne (Examinateur)
M. Bernard GRABOT – ENIT-Tarbes (Examinateur)
M. Jean Marc LE LANN – INPT – LGC Toulouse (Directeur de thèse)
M. Philippe DUQUENNE – INPT – LGC Toulouse (Co-directeur de thèse)

Fluides Complexes et Matière Molle

Y.HALLEZ — 2013-03-25T16:11:24Z

en construction !!! Ceci ne représente pas l'ensemble des projets de l'action de recherche "Fluides Complexes et Matière Molle".

Équation d'état de dispersions colloïdales : effet de la polydispersité et de l'anisotropie des colloïdes sur la pression osmotique.

Joseph Diatta, Yannick Hallez, Martine Meireles

La connaissance du coefficient de diffusion des colloïdes dans un fluide est nécessaire afin de prédire leur transport à grande échelle. Ceci est d'une importance capitale dans de nombreux procédés, comme la filtration de suspensions colloïdales ou le séchage de films colloïdaux. Ce coefficient de diffusion prend en compte aussi bien le mouvement brownien classique des particules que les effets des interactions entre colloïdes (électrostatique, van der Waals,...). Il peut être calculé à partir de la connaissance des variations de la pression osmotique des colloïdes en fonction de leur fraction volumique : l'équation d'état de la dispersion colloïdale.

Ce projet vise à déterminer des équations d'état pour des particules poly-disperses ou anisotropes dans des systèmes dominés par l'électrostatique. Nous utilisons à la fois des approches expérimentale (compression osmotique + SAXS) et numérique (résolution de l'équation de Poisson-Boltzmann 3D) non seulement pour obtenir les équations d'état mais aussi pour comprendre les limites des modèles théoriques utilisés (théorie DLVO, Cell Model, Equation de Poisson-Boltzmann linéarisée ou pas...) ainsi que l'effet de la structure des dispersions sur la pression.

Equation d'état d'une interface eau-pétrole brut par rhéologie dilatationnelle

Olivier Masbernat

Diagrammes de phases de proteines en microfluidique.

Sébastien Teychené, Béatrice Biscans

Hydratation/Solvatation

Y.HALLEZ — 2013-03-25T16:11:21Z

en construction !!! Ceci ne représente pas l'ensemble des projets de l'action de recherche "Hydratation/Solvatation".

Modélisation des Propriétés Thermodynamiques de Mélanges Sucres / Electrolytes.

Alessio Fuoco, Virginie Boy, Hélène Roux-de Balmann, Sylvain Galier

Collaboration : Giorgio De Luca (ITM-CNR, University of Calabria)

Computational and experimental studies on membrane-solute interactions in desalination systems.

Hélène Roux-de Balmann, Sylvain Galier

Effet des forces d'hydratation sur la stabilité des colloïdes.

Jean-Luc Trompette

Parmi les forces d'interactions responsables du comportement des colloïdes en milieux aqueux (nanoparticules, protéines, polymères,…), les effets des forces d'hydratation ne se manifestent que lorsque la distance d'approche entre les colloïdes devient très réduite et/ou quand le milieu devient assez concentré. En effet ces forces ne se font ressentir qu'à des portées de l'ordre de 1 à 2 nm. Leur origine est corrélée à la structuration du solvant aqueux au contact des surfaces dans l'espace confiné entre les entités colloïdales. Elles peuvent être attractives dans le cas de l'interaction entre des entités hydrophobes ou répulsives entre des entités hydrophiles. L'intensité de ces forces d'hydratation est notamment modulable selon la nature cosmotrope ou chaotrope des électrolytes présents dans le milieu (échelle Hofmeister).

Cinétique de gélification d'une dispersion de nanoparticules de silice (Ludox) en présence de deux électrolytes à la même concentration (0,45 M) : NH₄Cl (losanges noirs) et NaCl (cercles blancs).

Effet de la solvatation sur la solubilité d'espèces organiques.(BB, ST)

Sébastien Teychené, Béatrice Biscans

Changement de phase

Y.HALLEZ — 2013-03-25T16:11:17Z

en construction !!! Ceci ne représente pas l'ensemble des projets de l'action de recherche "Changement de phase".

Etude dynamique du phénomène de changement de phase (inversion de phase, cristallisation …) en microfluidique

Jean-Christophe Rémigy, Sébastien Teychené, Patrice Bacchin, Van Nhat Pham

Dans de nombreux procédés (cristallisation, inversion de phase, agrégation, précipitation …), un processus de changement de phase intervient : les molécules initialement sous forme dissoutes se transforment en une phase solide. Ces transitions de phase et les phénomènes de transport proches de ce point critique sont peu étudiés car relativement complexes (les solutions deviennent fortement non idéales) et très rapides (la décomposition est quasi-spontanée). En revanche ces phénomènes jouent un rôle prépondérant sur la texturation de la matière solide résultante (la membrane formée par inversion de phase, les cristaux formés par cristallisation, les agrégats …). L'objectif de ce projet est de développer des outils microfluidiques permettant d'obtenir des données d'équilibre sur les phases formées (propriétés thermodynamiques) mais également des propriétés cinétiques sur les transitions de phase en développant des outils expérimentaux microfluidiques spécifiques.

Prédiction de la solubilité de molécules d'intérêt pharmaceutique

Sébastien Teychené, Béatrice Biscans

Cristallisation de produit d'interet pharmaceutiques en microfluidique.

Sébastien Teychené, Béatrice Biscans, Emmanuel Cid

Modélisation par bilan de population des cinétiques de précipitation de struvite dans les lisiers.

Sébastien Teychené, Béatrice Biscans

Etude de la précipitation de pyrophosphates de calcium hydratés : application aux micro-calcifications associées à l'arthrose.

Sébastien Teychené, Béatrice Biscans

Précipitation oxalique en émulsion : étude cinétique à l'aide d'outils microfluidiques.

Sébastien Teychené, Béatrice Biscans