Procédés chimie durable et santé

Procédés-énergétique : Agitation-mélange, transfert de matière, analyse dimensionnelle, transferts dans les systèmes, recherche de paramètres influents, transferts convectifs en écoulement oscillant en conduite et transferts convectifs et radiatifs autour des systèmes ailetés en rotation, performances thermo-hydrauliques dans les tubes à parois déformées.

Chimie organique : L’équipe du laboratoire de chimie durable et santé (ex. pharmacochimie) possède une expertise dans la synthèse organique fine et la pharmacochimie, principalement axée sur la chimie des hétérocycles. L’équipe est reconnue mondialement dans le domaine de la chimie de l’acide pyroglutamique, matière première abondante non-toxique, issue des mélasses de betterave sucrière. D’autres bioressources sont explorées par l’équipe : acide itaconique, lysine, acide kojique, etc.

Ingénierie biomédicale : Imagerie médicale, traitement non linéaire du signal, méthodologie d’évaluation du signal et de l’image en biomédecine.

• Modélisation, simulation, expérimentation
• Synthèse/analyse en chimie organique
• Analyse de données

Dans les secteurs énergétiques : échangeurs de chaleur, refroidissement des machines tournantes, intensification des transferts dans les échangeurs réacteurs multifonctionnels.

Dans les industries chimiques et agro-alimentaires : échangeurs réacteurs multifonctionnels, systèmes d’agitation mélange, nettoyage d’équipements.

En pharmacochimie : molécules anti-inflammatoires, anticancéreuses, stimulatrices des défenses des plantes (SDP) et plus récemment antimicrobiennes.

En chimie verte : synthèse de composes issus d’une matière première renouvelable, l’acide pyroglutamique, écocatalyse, transformation du dioxyde de carbone en molécules à haute valeur ajoutée (projet RIVER Interreg NWE en cours).

Dans les systèmes physiologiques : analyse des signaux électrophysiologiques, aide au diagnostic, EEG, montage des dossiers pour essais cliniques.

Le pôle Procédés, Chimie Durable et Santé (PCDS) est constitué de trois équipes de recherche (team ‘procédés-énergétique’, team ‘chimie organique’ et team ‘ingénierie biomédicale’) dont les problématiques de recherche sont complémentaires.

• Les problématiques traitées par le team ‘procédés-énergétique’ sont actuellement appliquées à la compréhension et la prévention des phénomènes d’encrassement, aux performances thermo-hydrauliques dans les tubes à parois déformées : intensification des transferts de masse et de chaleur.
• Le team ‘chimie organique’ a pour objectif principal la valorisation de bioressources en santé humaine et végétale. Ce challenge passe par la chimie durable et la compréhension des interactions des molécules avec le vivant. Plusieurs cibles biologiques sont étudiées : P2RX7, PLK-1 (agents antiinflammatoires), tubuline, farnésyltransférase, PLK-1, PDK (antitumoraux).
• Le défi actuel du team ‘ingénierie biomédicale’ est de fournir aux praticiens hospitaliers les outils nécessaires pour définir des nouveaux indicateurs pour l’interprétation et le diagnostic. Les thématiques de recherche sont : étude de systèmes physiologiques (EEG, analyse posturométrique, analyse du signal cardiaque fœtal), systèmes d’imagerie médicale (segmentation d’images IRM, segmentation d’images en radiothérapie, segmentation d’images ultrasonores), exosquelette.

Expertises

SCIENTIFIQUES :

• Agitation – Mélange
• Modélisation des phénomènes de transfert de matière
• Analyse dimensionnelle
• Amélioration des propriétés de mélange dans les échangeurs / réacteurs multifonctionnels
• Intensification des transferts thermiques et optimisation systémique d’échangeurs de chaleur

TECHNIQUES :

• Logiciel DTS (modélisation d’écoulement par traçage passif)
• Outils CFD: Star CCM+, FLUENT, Gambit
• Traitement numérique de données: MATLAB
• Caméra Infrarouge, thermocouples.

APPLICATIVES :

• Industrie agroalimentaire, cosmétique,…,
• Nettoyage d’équipements
• Efficacité énergétique (habitat, industrie automobile, ferroviaire,…).

Expertises

SCIENTIFIQUES :

• Chimie organique
• Chimie verte (écocatalyse, synthèse organométallique, valorisation déchets et bioressources, etc)
• Chimie hétérocyclique
• Drug design
• QSAR (relations-structure activité sur cible biologique)
• Mécanismes réactionnels
• Chimie en milieux non conventionnels (solvants verts, catalyse micellaire, photochromisme, ultrasonification, irradiation microondes)
  Intensification de procédés (scale-up, passage en flux continu)

Exemple de projet de recherche : Alternatives aux pesticides conventionnels de Audrey Damiens

TECHNIQUES :

• Synthèse organique : synthèse sous atmosphère inerte ; synthèse à grande échelle, synthèse multi-étapes, synthèse en flux continu (H-cube, ultrasonificateur), synthèse en parallèle
• Spectroscopiques, analytiques : RMN multinoyaux (1H, 13C, 19F, 31P), Flash LC, LC-MS, GC-MS, IR, ultrasons

APPLICATIVES :

• Chimie organique
• Chimie médicinale
• Chimie fine
• Détergence, cosmétique, traitement des métaux…
• Développement de synthèses en milieux éco-compatibles et/ou non-conventionnels.

Principaux projets :

Projet OPTISTIM

« Optimisation de l’efficacité de stimulateurs de défense des plantes (SDPs) bio-sourcés pour une lutte alternative en protection des cultures de blé » – Partenaires : HEI, ISA, ULCO.
Projet en maturation avec la SATT NORD.

Projet ECO-CATALYSEURS

« Elaboration de catalyseurs hétérogènes régénérables à partir de végétaux cultivés sur des sols contaminés pour valorisation en synthèse organique » – Partenaires : HEI, ISA, L’Oréal Paris, Florimond-Desprez

Projet de recherche de Théo Guerrin: Ecocatalyse des sols contaminés aux médicaments

Projet P2X7R

« Deciphering the tumor suppressor role of P2RX7 receptor and its evaluation as a new drug-target in inflammation-associated carcinogenesis » – financement InCa
Partenaires : HEI-Yncréa HdF, ICPAL, Université Nice Sophia Antipolis, Université de Rouen. Brevet européen déposé en 2018.

Projet “Composés anti-cancéreux”
Partenaires : HEI-Yncréa HdF, Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN) Gif-sur-Yvette, National Cancer Institute (NCI) USA, Université « Al. I. Cuza » Iasi, Roumanie

Projet BIOANTIBIO “Composés antifongiques et antimicrobiens”
Partenaires : HEI-Yncréa HdF, Institut Pasteur Lille, Université de Queensland. Projet en maturation avec la SATT NORD.

Projet RIVER « Non-Carbon River Boat Powered by Combustion Engines » (projet INTERREG NWE) : transformation du dioxyde de carbone en molécules à haute valeur ajoutée.

Expertises

SCIENTIFIQUES :

• Analyse non linéaire du signal physiologique
• Théorie de la décision
• Méthodologies d’évaluation
• Imagerie médicale, traitement du signal et de l’image en biomédecine

TECHNIQUES :

• Méthode RQA (analyse des récurrences)
• SCM (Support Center Machine)
• Analytiques : Simulation MATLAB, Simulation multi-physiques avec COMSOL.

APPLICATIVES :

Domaine médical : analyse des signaux électrophysiologiques, aide au diagnostic, analyse d’échantillons biologiques.

MANAGÉRIALES :

Direction Unité de Traitement des Signaux Biomédicaux (UTSB), montage de dossiers pour essais cliniques

• Université de Queensland, Institute for Molecular Bioscience (Australie)
• Université Alexandru Ioan Cuza, IASI (Roumanie)
• Slovak University of Technology, Bratislava (Slovaquie)
• KU Leuven (Belgique)
• Brunel University London (Angleterre)
• Trinity College (Irlande)
• Nanjing University (Chine)
• National Cancer Institute (NCI), Germantown (USA)
• Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR)