La pollution environnementale par des micropolluants organiques, tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), est un enjeu majeur pour les industriels soucieux de leur impact environnemental. Ces composés sont formés lors de la combustion incomplète et pyrolyse de matières fossiles et de la biomasse. Ils sont émis notamment par l’industrie pétrolière et chimique ainsi que par le chauffage domestique et sont reconnus pour leurs effets nocifs sur la santé humaine et les écosystèmes. Face à cette problématique, des équipes de recherche de l’ICPEES et de l’IPCMS (membres du Carnot MICA) ont développé une solution prometteuse : des nanomatériaux magnétiques composites recyclables pour l’adsorption de ces polluants.
Des nanomatériaux à base de graphène et d’oxydes de fer
Le projet a permis de concevoir des nanocomposites innovants, constitués de feuillets de graphène, d’acide tanique et de nanostructures magnétiques d’oxyde de fer. Ces matériaux ont été synthétisés et optimisés pour maximiser leurs propriétés d’adsorption.
- Dans l’eau, ces nanomatériaux se sont révélés extrêmement efficaces, avec des taux de piégeage des HAP supérieurs à 95 %, qu’ils soient isolés ou en mélange et extrêmement rapide.
- Dans l’air, bien que la génération de composés semi-volatils se soit avérée complexe, les premiers résultats montrent que ces matériaux peuvent adsorber efficacement certains composés comme le naphtalène.
Des applications concrètes pour les industriels
Les résultats de ce projet offrent deux perspectives d’applications principales :
- La dépollution de l’eau et de l’air : Ces matériaux innovants permettent de purifier l’eau et l’air en capturant les polluants organiques, y compris ceux fixés sur des particules de carbone. Dans l’eau, leur caractère magnétique facilite grandement leur récupération et leur réutilisation, offrant ainsi une solution durable.
- La mesure et la quantification des polluants : Une méthode d’adsorption sélective a été développée pour préconcentrer les HAP avant leur analyse. Cette approche réduit les interférences avec d’autres molécules organiques présentes dans l’air ou l’eau, facilitant ainsi leur quantification.
Une innovation tournée vers l’industrie durable
Ces nanomatériaux répondent aux besoins des industriels en quête de solutions respectueuses de l’environnement et conformes aux réglementations. De plus, ils ouvrent la voie à de nouvelles applications, telles que :
- Le traitement des eaux usées en partenariat avec des acteurs comme l’ENGEES.
- La filtration et la destruction d’agents pathogènes comme les virus.
- La miniaturisation de dispositifs analytiques pour la mesure des polluants en temps quasi-réel.
Les résultats prometteurs ont conduit à l’approbation d’un projet ANR sur quatre ans avec la société Chromatotec portant sur l’échantillonnage des HAP dans l’air via un dispositif portable. Ce projet vise à piéger sélectivement ces composés pour les concentrer, puis à les thermodésorber pour permettre leur analyse précise.
Quels sont les avantages d’intégrer ces solutions dans les processus industriels ?
En adoptant ces technologies, les industriels peuvent non seulement réduire leur empreinte écologique, mais aussi bénéficier de matériaux innovants, performants, réutilisables et économiques sur le long terme. Ces innovations s’inscrivent pleinement dans une démarche de transition écologique.
