Thèse en cours

Développement de nouvelles membranes nanostructurées à base de fibres creuses par modification de leur surface pour application au traitement de l’eau

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Triangle exclamation pleinLa soutenance a eu lieu le 04/12/2023. Le document qui a justifié du diplôme est en cours de traitement par l'établissement de soutenance.
Auteur / Autrice : Jeanne Casetta
Direction : Philippe MieleCéline Pochat-bohatier
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Chimie et Physico-Chimie des Matériaux
Date : Inscription en doctorat le
Soutenance le 04/12/2023
Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques (Montpellier ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IEM - Institut Européen des Membranes
Equipe de recherche : DM3 - Design des Matériaux Membranaires et systèmes Multifonctionnels
Jury : Président / Présidente : Christelle Wisniewski
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Miele, Jean-Christophe Remigy, Céline Pochat-bohatier, Elisabeth Blanquet, Nikolaos Kanellopoulos
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Remigy, Elisabeth Blanquet

Résumé

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Ce travail de thèse a pour objectif l’élaboration de nouvelles membranes polysulfone fibre creuse nano-structurées par modification de leur surface pour application au traitement de l’eau. Deux approches ont été abordées : la première par dépôt d’une couche atomique après fabrication des membranes et la deuxième par ajout d’un nanomatériau dans la solution de polymère pendant leur fabrication par extrusion. Dans le premier cas, la méthode par dépôt de couches atomiques ALD a été choisie pour ses excellentes uniformité, reproductibilité et homogénéité et différents oxydes en testant un nombre croissant de cycles ont été étudiés. Dans le second, c’est l’oxyde de graphène (GO) connu pour ses propriétés uniques, comme son hydrophilie ou ses bonnes propriétés mécaniques, apportées par ses nombreux groupes fonctionnels qui a été sélectionné pour la fabrication de membranes à matrice mixte. Les dépôts des différents oxydes, TiO2, ZnO et Al2O3, ont été prouvés par EDX et XPS. Les morphologies et propriétés mécaniques des membranes modifiées ne sont pas altérées et ces dernières présentent des performances nettement améliorées. Pour la 2e approche, les fibres polysulfone ont été préparées par extrusion en insérant 1% massique de GO dans la solution de polymère. L’influence de cette insertion sur la nano-structuration des membranes notamment au moment de la séparation de phase induite par le non-solvant (NIPS) est étudiée. Les membranes modifiées présentent des macro-vides distribués aléatoirement, des pores plus grands, une hydrophilie accrue ainsi qu’une perméabilité quatre fois plus élevée. Leurs performances anti-colmatage sur 4 différents contaminants modèles souvent présents dans les eaux usées ainsi que les mécanismes en jeu sont également explorés.