PORTRAIT | par Maryvonne Haslé de La Gazette du Laboratoire | Juin 2023
Le Centre de recherche RAPSODEE, IMT Mines Albi
Le centre RAPSODEE, Recherche d'Albi en génie des Procédés des SOlides Divisés, de l'Energie et de l'Environnement, est une Unité Mixte de Recherche entre IMT Mines Albi et le CNRS (UMR CNRS 5302). Il est axé sur la maîtrise des propriétés des solides pour la compétitivité de l’industrie et la décarbonation.
Le centre RAPSODEE est né en 2001, de la fusion du Centre Poudres et Procédés et du centre Energétique Environnement.
Son objectif principal est de créer ou d’améliorer les propriétés fonctionnelles des solides traités, pour faciliter leur usage ou pour leur donner un nouvel usage grâce au recyclage et à leur transformation. Les solides étudiés vont des déchets (biomasse) aux principes actifs pharmaceutiques en passant par des poudres cosmétiques ou alimentaires ou encore des polymères.
Le centre de recherche maîtrise deux types de compétences :
- La caractérisation des solides, associée à une large palette d’équipements,
- Le génie des procédés, lui permettant d’agir sur l’ensemble de la chaîne et tous les états de structuration du solide.
Deux groupes de recherche
Les activités de RAPSODEE sont structurées en deux groupes de recherche :
Poudres et Procédés
Les poudres, appelées aussi solides divisés, sont la spécialité du centre RAPSODEE. Elles interviennent dans la fabrication de nombreux produits, tels que les spécialités agro-alimentaires, cosmétiques et pharmaceutiques.
L’amélioration des propriétés fonctionnelles des solides divisés traités, comme la biodisponibilité ou l’homogénéité de mélange de poudres, en optimisant ou en concevant des procédés de production, est au cœur des travaux de ce groupe. Par exemple, le groupe étudie comment améliorer l’absorption de formes par voie orale notamment en santé humaine (comprimés) et animale (enrobage pour appétence de la nourriture de volaille) ou comment développer des médicaments à façon par impression 3D.
Ce groupe travaille sur différents types de molécules (principes actifs ou des polymères). Les études concernent de nombreuses opérations de génération et de mise en forme des poudres telles que la cristallisation, l’atomisation, l’extrusion, le prilling, le compactage, l’enrobage à sec, le broyage, la granulation, la mécanochimie etc.
Le groupe effectue aussi de la modélisation et simulation des opérations de transformation avec le développement de modèles déterministes.
Energétique et Environnement
L'objectif des recherches menées dans ce groupe est la production de vecteurs énergétiques et de matériaux à propriétés contrôlées en développant des procédés à haute efficacité énergétique et environnementale, à partir de biomasse (cultures dédiées) ou de biomasse résiduaire plus ou moins contaminée par des polluants métalliques et/ou organiques ou encore de coproduits industriels.
L’ambition des recherches du groupe est d'évoluer vers la mise en œuvre de procédés allothermiques, utilisant en particulier le solaire à concentration.
Le groupe possède des expertises reconnues au niveau national et international sur la thermo-conversion de la biomasse et biomasse résiduaire. Le groupe maîtrise aussi des procédés compétitifs pour capter et transformer (par hydrogénation catalytique) le CO2 en carburants alternatifs.
Le recyclage et la valorisation des déchets industriels du type composites (composites à fibre de carbone ou de verre, pneus...), déchets inorganiques (déchets de verre ménager, cendre de combustion de biomasse…), et les analyses environnementales sont aussi développés.
Le développement de modèles stochastiques, dont les méthodes de Monte Carlo pour la résolution de modèles multiphysiques et multi-échelles, est réalisé. Depuis quelques années, ils travaillent sur la conception, le dimensionnement et le pilotage de systèmes énergétiques complexes (décentralisés).
Plateformes et autres expertises
Deux plateformes sont associées au Centre RAPSODEE :
- Plateforme GALA® de galénique avancée, associée au groupe de recherche Poudres et Procédés
- Plateforme VALTHERA associée au groupe de recherche Energétique et Environnement
Le centre dispose d’équipements de pointe :
- Liquide : HPLC, chromatographie ionique, ICP-OES, FTIR, Raman couplé AFM
- Solide : granulomètrie laser, microscopie électronique à balayage environnemental, diffraction aux rayons X, mesures de surface spécifique (BET), Dynamic Vapor Sorption, analyseurs thermiques, rhéomètrie…
Ils possèdent les matériels pour les analyses chimiques élémentaires (composition), analyses thermiques et analyses physico-chimiques, analyses thermo-mécaniques et analyses mécaniques. Une bonne centaine d’équipements en caractérisation…
Les équipes disposent aussi de dispositifs expérimentaux et pilotes allant de quelques mg, grammes, et kilogrammes et de pilotes en continu de 10-20 kg/h.
Outre l’action sur les propriétés fonctionnelles des produits, les recherches s’attachent aussi à optimiser la performance des procédés de fabrication et maximiser le rendement de la production.
Les expertises du centre RAPSODEE répondent ainsi à des enjeux majeurs : accompagner les mutations industrielles pour la compétitivité de l’industrie, notamment pour sa décarbonation.
Notez que les enseignants-chercheurs et chercheurs du Centre interviennent dans les formations d’IMT Mines Albi (Masters internationaux, Mastère spécialisé, formation ingénieur).
Creuset du four pilote thermogravimétrique semi batch. Permet le suivi de la masse et l'analyse en ligne des gaz formés lors de la vapothermolyse d'échantillons de plusieurs dizaines ou centaines de grammes. Introduction de l'échantillon par un sas et préchauffage du gaz d'atmosphère jusqu'à 200°C @ IMT Mines Albi
Conception d’un médicament personnalisé par impression 3D @ IMT Mines Albi
Une solide organisation et des collaborations diverses
Basé à Albi sur le Campus Jarlard, le Centre RAPSODEE est situé dans le bâtiment principal d’IMT Mines Albi, où il dispose de de 5 725 m2, dont environ 5 000 m2 pour les bureaux et laboratoires.
L’équipe du Centre RAPSODEE, dirigée par Fabienne Espitalier, comprend une centaine de personnes, dont 32 enseignants chercheurs de l’IMT, 1 chercheur CNRS, 1 ingénieur de recherche CNRS, 17 ingénieurs et techniciens et 3 assistantes administratives.
En recherche, le centre bénéficie de partenariats industriels, avec environ 30 % de doctorants financés par des industriels français et des entreprises internationales. Il participe actuellement à deux chaires (Paristech-PRONY RESOURCES et IMT Mines Albi-Enedis) et à 4 LabCom (laboratoires communs).
Côté partenaires académiques, le centre collabore avec de nombreux laboratoires universitaires de Toulouse, Grenoble, Paris, Nice, St Etienne, Lyon, et des laboratoires internationaux (USA, Inde, Chine, Brésil, Japon, Colombie, Allemagne, Canada). Quant aux partenaires industriels, de nombreuses collaborations ont été établies ces dernières années avec CEA, Sanofi, Michelin, Boehringer Ingelheim, Pierre Fabre, Seppic, Lactalis, l’Oréal, Eco-Tech Ceram, Prayon, OCP, Alpha Recyclage, BioEB, Maaneo, Total, VEOLIA, Wienerberger etc.
Fort de ses nombreux atouts, le Centre RAPSODEE poursuit le développement de procédés durables en lien avec la santé et l’énergie, dans le cadre de France 2030 afin de répondre à ces enjeux ! Par ailleurs, le Centre RAPSODEE entend renforcer ses installations, ses collaborations et rayonner au niveau européen et international.
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