Article de référence | Réf : J4950 v1

Élaboration de matériaux innovants
Applications industrielles des fluides supercritiques et équipements de mise en œuvre

Auteur(s) : Michel PERRUT

Date de publication : 10 nov. 2010

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais En anglais

RÉSUMÉ

En vue d'obtenir des produits exempts de composés chimiques résiduels potentiellement dangereux, les contraintes réglementaires autour de l'utilisation des fluides supercritiques (FSC) se durcissent. À l'échelle industrielle, ces fluides sont utilisés comme solvants en vue d'extraire ou de purifier des produits naturels issus de l'agriculture et de la pêche pour obtenir des produits variés : ingrédients alimentaires, parfums et arômes, produits nutraceutiques, cosmétiques et pharmaceutiques. Mais d'autres applications sont étudiées, principalement en vue de la synthèse, du traitement et de la mise en forme des matériaux à haute performance (céramiques, mousses et aérogels, poudres, fibres et tissus, matériaux nano-structurés, composites et polymères) dans des secteurs industriels comprenant la pharmacie, la microélectronique, les revêtements et peintures, l'isolation thermique et phonique.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(s)

INTRODUCTION

L'utilisation des fluides supercritiques (FSC), et particulièrement du CO2 et de l'eau, suscite un immense intérêt à mesure que les contraintes réglementaires se durcissent (comme la récente directive « REACH » édictée par l'Union européenne) et que les exigences des consommateurs se font plus pressantes en vue d'obtenir des produits exempts de composés chimiques résiduels potentiellement dangereux.

Aujourd'hui, les applications les plus nombreuses à l'échelle industrielle consistent à utiliser les fluides supercritiques comme solvants en vue d'extraire, de fractionner ou de purifier des produits naturels provenant de l'agriculture (algues et végétaux) et de la pêche (huiles de poisson) pour obtenir des produits variés : ingrédients alimentaires, parfums et arômes, produits nutraceutiques, cosmétiques et pharmaceutiques. Mais bien d'autres applications sont aujourd'hui étudiées, principalement en vue de la synthèse, du traitement et de la mise en forme des matériaux à haute performance (céramiques, mousses et aérogels, poudres, fibres et tissus, matériaux nano-structurés, composites et polymères) dans des secteurs industriels comprenant la pharmacie (formulation des médicaments), la microélectronique, les revêtements et peintures, l'isolation thermique et phonique, la mécanique, etc. De même, l'utilisation des fluides supercritiques comme milieux de mise en œuvre de réactions chimiques ou biochimiques suscite un vif intérêt.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j4950

CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :

Accueil Ressources documentaires Environnement - Sécurité Métier : responsable risque chimique Voies de synthèse et solvants alternatifs Applications industrielles des fluides supercritiques et équipements de mise en œuvre Élaboration de matériaux innovants

Accueil Ressources documentaires Biomédical - Pharma Médicaments et produits pharmaceutiques Production des médicaments : industrialisation Applications industrielles des fluides supercritiques et équipements de mise en œuvre Élaboration de matériaux innovants

Accueil Ressources documentaires Procédés chimie - bio - agro Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique Opérations unitaires : extractions fluide/fluide et fluide/solide Applications industrielles des fluides supercritiques et équipements de mise en œuvre Élaboration de matériaux innovants


Cet article fait partie de l’offre

Chimie verte

(160 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Version en anglais En anglais

4. Élaboration de matériaux innovants

Depuis une vingtaine d'années, de nombreux travaux de recherche ont mis en œuvre les fluides supercritiques – principalement le CO2 et l'eau – en vue de l'élaboration de « nouveaux matériaux » aux applications les plus variées.

  • Extraction

    L'application industrielle la plus répandue semble être le déliantage des céramiques, réalisé par extraction du liant par le CO2 supercritique, ce qui permet d'obtenir un objet très homogène sans formation de bulles et sans modification géométrique lors du traitement. Une autre application consiste à extraire les solvants résiduels de milieux poreux ou de poudres fines, comme les poudres métalliques élaborées en milieu non aqueux.

  • Nettoyage et traitement de surface

    La substitution des solvants chlorés largement utilisés pour le nettoyage de pièces mécaniques a fait l'objet de très importantes études et plusieurs applications industrielles ont été développées. Ces travaux ont montré que si le CO2 liquide ou supercritique est un solvant capable d'éliminer efficacement les huiles minérales, son pouvoir solvant est nettement inférieur à celui des solvants chlorés et, surtout, les temps de traitement plus longs et les possibilités réduites de fonctionnement « à la chaîne » limitent très fortement les cas où cette substitution est économiquement compétitive malgré le durcissement de la réglementation sur la mise en œuvre des solvants chlorés. Toutefois, un créneau intéressant d'utilisation du CO2 consiste à réaliser dans une même opération le nettoyage de la surface et son traitement (revêtement).

    Les propriétés physico-chimiques particulières du CO2 ont conduit à envisager son utilisation lors du traitement des wafers de silicium en microélectronique : ainsi, le séchage final de MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems) est opéré dans de nombreuses installations, le CO2 permettant une élimination complète des solvants organiques sans que les pièces mobiles ne restent collées. De plus, la pénétration des liquides classiquement utilisés est difficile dans les gravures nanométriques du fait des forces de capillarité, alors que le problème ne se pose pas avec une phase supercritique ; toutefois, là encore, le pouvoir solvant limité du CO2 restreint le nombre...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Chimie verte

(160 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Élaboration de matériaux innovants
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - G Brunner -   Gas Extraction.  -  Berlin : Springer, 1994.

  • (2) - E Stahl, KW Quirin, D Gerard -   Dense Gases for Extraction and Refining.  -  Berlin : Springer-Verlag, 1987.

  • (3) - JB King, TR List, ed -   Extraction of natural products using near-critical solvents.  -  London : Blackie A & P, 1993.

  • (4) - P York, UB Kompella, BY Shekunov, ed -   Supercritical Fluid Technology for drug Product Development.  -  Drugs and Pharmaceutical Sciences Vol. 18, New-York : Marcel Dekker, 2004.

  • (5) - Y-P Sun, ed -   Supercritical Fluid Technology in Materials Science and Engineering.  -  New-York : Marcel Dekker, 2002.

  • (6) - J Jung, M Perrut -   Particle design using supercritical fluids : Literature and patent review.  -  J of Supercritical fluids 20 : 179-219, 2001.

  • ...

1 Réglementation

Règlement (CE) no 1907/2006 du Parlement européen et du Conseil du 18 décembre 2006 concernant l'enregistrement, l'évaluation et l'autorisation des substances chimiques, ainsi que les restrictions applicables à ces substances (REACH), instituant une agence européenne des produits chimiques, modifiant la directive 1999/45/CE et abrogeant le règlement (CEE) no 793/93 du Conseil et le règlement (CE) no 1488/94 de la Commission ainsi que la directive 76/769/CEE du Conseil et les directives 91/155/CEE, 93/67/CEE, 93/105/CE et 2000/21/CE de la Commission (JOUE L 396 du 30 décembre 2006).

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Chimie verte

(160 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS