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Une nouvelle étape franchie dans le processus de filtration membranaire
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Le 10 mars 2026false false
Des enseignants-chercheur.es et chercheur.es de l'Institut des matériaux de Nantes Jean Rouxel (IMN – Nantes Université - CNRS) et du laboratoire Génie des Procédés - Environnement - Agroalimentaire (GEPEA – Nantes Université – CNRS – Oniris) ont pu observer et visualiser, à l’échelle nanométrique, le mécanisme d’encrassement à l’intérieur et à la surface des membranes, principal frein à la filtration membranaire. Cette méthodologie innovante, développée dans le cadre du projet e-BRIDGE financé par l’I-site NExT, ouvre la voie à des applications étendues aux processus de filtration dans l’industrie et la recherche en biotechnologie. Les résultats ont récemment été publiés dans le Separation and Purification Technology Journal.
L'encrassement des membranes est la principale limite technique aux processus de filtration membranaire visant à séparer efficacement les biomolécules précieuses des solutions de microalgues. Bien que plusieurs mécanismes aient été proposés, ils ont rarement été observés directement. Dans un travail mené par deux laboratoires (IMN à Nantes et GEPEA à Saint-Nazaire), les chercheur.es et enseignants-chercheurs (Hélène Roberge, Philippe Moreau, Estelle Couallier, Patricia Abellan) ont démontré la visualisation directe - à l'échelle nanométrique - de l'encrassement à l'intérieur et à la surface des membranes.
Pour imiter la microfiltration de véritables extraits de ressources bio, des solutions modèles de lipides, de protéines et de leurs mélanges ont été filtrées, et les membranes encrassées ont été analysées et reconstruites en 3D à haute résolution à l'aide d'un faisceau d'ions focalisés cryogéniques couplé à la microscopie électronique à balayage (cryo-FIB/SEM). L'analyse a mis en évidence des mécanismes d'encrassement des membranes prévus précédemment, permettant de comprendre comment la filtration dépend de la composition d'un mélange complexe. Une analyse quantitative des pores encrassés ou bloqués et des pores ouverts qui peuvent contribuer activement à la filtration est établie.
La méthodologie présentée dans ce travail fournit des informations pertinentes directement sondées sur les structures d'encrassement des membranes qui sont difficilement accessibles par d'autres moyens.
Ressource
Probing the fouling induced by biomolecules of a polymer microfiltration membrane using 3D cryo-FIB/SEM. Hélène Roberge, Philippe Moreau, Estelle Couallier, Patricia Abellan. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2026.137045
En savoir plus
Le projet e-BRIDGE a été financé par l'I-site NExT (le doctorat d'Hélène Roberge a été financé par le projet NExT Junior Talent e-BRIDGE) par l'intermédiaire de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) dans le cadre du Programme d'Investissements d'Avenir (avec la référence ANR-16-IDEX-0007). Le projet e-BRIDGE a également reçu le soutien financier de la région Pays de la Loire et de Nantes Métropole.