COV : une membrane pour les éliminer ?

Pendant une dizaine d’années, les scientifiques de l’Institut des Sciences Chimiques de Rennes ont travaillé sur une méthode pour absorber les COV (composés organiques volatils) plutôt hydrophobes dans des phases organiques. « Nous avons ensuite couplé cette étape d’absorption à une étape biologique, dans laquelle évoluaient des micro-organismes, qui grignotaient les COV à l’interface des deux phases (réacteur appelé TPPB, Two-Phase Partitioning Bioreactor). Mais ces micro-organismes sont intelligents et ils se sont adaptés en générant des tensioactifs au lieu de dégrader les COV à l’interface phase aqueuse/phase organique. Au final, nous obtenions une seule phase, une émulsion qu’il devenait compliqué et coûteux de séparer afin de recycler la phase organique en tête de procédé », explique Annabelle Couvert, enseignante-chercheuse à l’Institut des Sciences Chimiques de Rennes (CNRS/Université Rennes/ENSCR/INSA Rennes).

Une membrane à deux faces

Pour revenir à deux phases séparées, les chercheuses et chercheurs, Katarzyna Knozowska, Patrick Loulergue, Ludovic Dumee, Lydie Paugam et Annabelle Couvert se sont tournés vers les enzymes. Présentes au sein des micro-organismes, elles ont la capacité de réagir avec les COV pour les transformer en des composants non toxiques. Mais ces micro-organismes, tout comme les bactéries, évoluent dans des milieux aqueux, tandis que les COV à capter, eux, sont absorbés dans des phases organiques, les deux étant non miscibles. « C’est comme cela que nous avons eu l’idée de générer un système de membrane à deux faces, comme le dieu Janus qui lui a donné son nom. Elle devait servir d’interface entre les deux milieux et permettre ainsi aux enzymes d’être au contact des COV à éliminer tout en restant dans la phase aqueuse », précise la chercheuse.

Pour l’instant, le système fonctionne à l’échelle du laboratoire avec des membranes de quelques centimètres de diamètre et de quelques microns d’épaisseur. Les scientifiques travaillent à la recherche de solvants organiques plus efficaces. Testée sur le phénol, un polluant que l’on retrouve un peu partout, la membrane en élimine 74 % en dix heures. Les enzymes immobilisées sur la membrane peuvent également être utilisées sur plusieurs cycles, un atout en termes de durabilité et de coûts.

Intéresser les industriels

Le système conçu par les scientifiques pourrait être utile aux industriels qui ont des besoins importants en épuration de l’air. Mais pour l’heure, la technologie n’en est qu’à ses débuts, avec une preuve de concept réalisée à l’échelle du laboratoire, grâce à des financements de la région Bretagne et de l’Université de Khalifa (Émirats arabes unis). Pour continuer sur cette voie, les chercheurs et chercheuses, qui travaillent sur plusieurs projets en même temps, attendent des financements publics. « À notre stade, les entreprises ne sont pas encore intéressées par notre procédé, c’est pour cela que nous avons besoin des financements de l’État pour avancer sur la partie scientifique. Nous devons prouver que nous obtenons des rendements attrayants sur plusieurs solvants », conclut Annabelle Couvert.