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Reportage au CEA Pierrelate : les (bonnes) retombées du nucléaire

Industrie et Technologies
Le laboratoire de génie des procédés du CEA de Pierrelatte fait bénéficier les industriels d’une double expertise en matière de nano-filtration et de CO2 supercritique.

Le CEA de Pierrelatte (Drôme) dispose d’un laboratoire de génie des procédés, spécialisé dans les solvants supercritiques (eau et gaz carbonique) et l’ultra filtration sur membranes minérales. Ce laboratoire, dirigé par Stéphane Sarrade, comprend 20 personnes, dont 11 permanents du CEA, les autres étant thésards, post doctorants et stagiaires universitaires.

Un autre volet important de recherche du laboratoire de Pierrelatte – autolyse des boues par courants pulsés – est décrit dans l’enquête d’Industrie & Technologies, à paraître en novembre.

Les technologies des membranes ainsi que de l’eau et du CO2  supercritiques ont été développées au CEA pour des objectifs nucléaires. Et une partie des travaux bénéficient encore en interne au CEA. Comme c’est le cas d’un pilote industriel à Marcoule, utilisant l’eau supercritique pour la décontamination des vêtements de travail.

Le laboratoire s’autofinance à hauteur de 50% (main d’œuvre comprise) au travers de partenariats, dont trois, au moins sont en passe d’être industrialisés : micro encapsulation de principes actifs pour le groupe pharmaceutique Pierre Fabre, élimination du goût de bouchon pour Sabaté Diosos, N°2 mondial du bouchon de liège et dégraissage de pièce mécanique de précision pour Unitech (Annemasse).

Luc Schrive relate : « En conditions supercritiques – typiquement 75 bars et 31° C - le CO2  se comporte comme un solvant des matières organiques. Solvant sans aucun danger.» C’est essentiellement dans l’agro-alimentaire que le CO2  supercritique est industrialisé. Pour exemple, 50% du café décaféiné (extraction de la caféine) produit dans le monde est obtenu par ce procédé.

Le champ des applications est immense.

Ainsi, le CEA a fourni les preuves de son efficacité chez le spécialiste du bouchon de liège Sabaté. Le CO2 , plus un co-solvant, éliminent les chloroanisoles et leurs précurseurs (chlorophénols) au goût désagréable, sans altération des composants bénéfiques au vieillissement en bouteille. Les travaux, initiés en 1996 sont achevés depuis deux ans. Et vont être appliqués dans une usine espagnole du groupe.

La technologie du CO2  supercritique trouve une toute aussi belle retombée dans le dégraissage de pièces de précision, au bénéfice de la société Unitech (Annemasse). Procédé en cours d’industrialisation. Cette fois, le gaz carbonique – jusqu’à 300 bars et 80 °C - se substitue à des composés chlorés type trichloréthylène. L’obligation faite de confiner les COV (composés organo-volatils) réputés cancérigènes rend aujourd’hui la technologie du CEA compétitive.

Ici, l’équipe du laboratoire a conçu un autoclave tournant à la façon du tambour d’un lave-linge, la difficulté, on s’en doute, étant de concevoir un passage d’arbre étanche. A noter que même si la matière à éliminer n’est pas de nature organique, l’usage de co-solvants ou co-latents permet d’enrober ces matières d’une couche organique qui sera ensuite éliminée par le CO2 .

Dernier fait de gloire en date pour le labo, le partenariat très fructueux avec les laboratoires Pierre Fabre. Ici, le CO2  supercritique sert à encapsuler le principe actif dans des micro-billes, pour en retarder la diffusion dans l’organisme. L’installation pilote semi-industrielle (en place depuis deux ans) justifie la présence au CEA de deux personnes détachées du laboratoire pharmaceutique.

Un peu mois de succès en revanche dans le retraitement des huiles de vidange, quoique le procédé soit tout à fait satisfaisant. Il est vrai qu’en France, seul 10% des huiles usagées est recyclé, contre 80% en Italie. Ce sont couramment des procédés de distillation et de précipitation qui sont mis en œuvre pour séparer l’huile moteur de ses impuretés.

Luc Shrive explique : «Nous avons ici marié notre connaissance des membranes et du CO2  supercritique'. En effet, l’huile usagée, très visqueuse, est mélangée avec du CO2  pour la liquéfier. Elle est ensuite ultra-filtrée (pores de 50 nm). Au final : 95% d’huile «comme neuve» qu’il suffira de décolorer, et 5% de concentré d’impuretés.

Enfin, une autre installation pilote du CEA fonctionne cette fois en mode réacteur : la réaction chimique fonctionne à vitesse constante parce que le produit de la réaction, constamment éliminé au travers de la membrane, « n’étouffe » pas la réaction.

Ce projet, mené en collaboration avec le Cirad (recherche agronomique) et l’institut européen des membranes, tous deux à Montpellier, vise à extraire des esters (utilisés comme précurseurs dans la chimie) à partir d’huile alimentaire. La transformation des acides gras en esters s’obtient par catalyse enzymatique, l’enzyme étant disposé sur la paroi de la membrane. Encore une fois, le CO2  supercritique accélère l’échange en abaissant la viscosité de l’huile.

Thierry Mahé

Pour en savoir plus
- E-mail : luc.schrive@cea.fr
- L’actualité technologique du CEA : http://www.cea-technologies.com/
- Le site du CIRAD (Montpellier) : www.cirad.fr/
- L’institut européen des membranes : http://www.iemm.univ-montp2.fr/
- Laboratoires Pierre Fabre : http://ww.pierre-fabre.com/
- Entreprise Sabate : http://www.sabate.com/
- Entreprise Unitech : http://www.unitechannemasse.fr/

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