Membrane Engineering for Sustainable Development - Membrane Materials

This module will be divided into 3 parts:

- General introduction: main classes of materials, relation properties-structure of materials

- Construction and interpretation of phase diagrams: binary (e.g. with metallic and ceramic alloys)

- Construction and interpretation of ternary phase diagrams: variance, ternary eutectic definitions, first and second order peritectic, isothermal section, study of alloy cooling.

Volumes horaires* :

CM : 17h

TD : 8h

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Les matériaux membranaires se divisent usuellement en deux familles que sont d’une part les membranes polymères, et d’autre part les membranes inorganiques (ou céramiques). Chacune de ces familles constituera une partie de cette UE. La première partie sera consacrée à la conception de membranes polymères. Dans cette partie, nous aborderons principalement les techniques de préparation par inversion de phase (NIPS, VIPS, TIPS) avec une ouverture sur la recherche et l’innovation (SNIPS, aquaporine…). En complément, seront décrits les additifs (notamment les agents porogènes et hydrophilisants), qui jouent un rôle important dans les approches par inversion de phase, et seront présentées les différentes voies de modifications chimiques des membranes post-synthèses. La seconde partie sera consacrée à la conception de membranes inorganiques. Dans cette partie, nous présenterons d'une part les procédés en voie humide, à savoir les principales méthodes de dépôt de films liquides (dip-coating, spin-coating, pulvérisation, tape-casting, sérigraphie-sérigravure) et de dépôt à partir de solutions (procédés électrolytiques ou chimiques) ou de suspensions (électrophorèse, Langmuir-Blodgett), et d'autre part les procédés en voie sèche (techniques PVD (évap. et pulvé.), techniques CVD (thermique, PECVD et ALD), MBE, traitement de surface). Enfin, comme illustration des deux familles de membranes, nous traiterons d'études de cas sur des applications membranaires, dans le domaine de l'emballage notamment.

Volumes horaires* :

            CM : 11h

            TD : 9h

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Cette UE abordera les principales technologies membranaires conventionnelles en milieux liquide et gaz. Concernant le milieu liquide, seront principalement décrites les technologies baromembranaires telles que la microfiltration, l'ultrafiltration, la nanofiltration et l'osmose inverse mais aussi celles reposant sur des gradients de potentiel électrochimique (électro désionisation) ou de température (distillation membranaire). En complément, la perméation gazeuse et la pervaporation pour la séparation des gaz et/ou vapeurs seront également présentées. Pour toutes les technologies, la question du choix des matériaux membranaires adaptés sera abordée et des exemples représentatifs de domaines d’utilisation appropriés (en lien avec les problématiques environnementales et énergétiques actuelles) seront donnés.

Volumes horaires* :

            CM : 11h

            TD : 9h

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