Projet ANR-15-CE04-0007 – POLPHARMA : Procédé innovant mettant en œuvre des nanostructures pour l’élimination des micropolluants émergeants des effluents aqueux.
Programme : Innovations scientifiques et technologiques pour anticiper ou remédier les risques environnementaux (DS0104) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Mohamed BIZI (BRGM)
Montant : 746370.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 36 mois
Résumé : POLPHARMA est un projet qui repose sur un partenariat entre deux industriels (SOLVAY et SUEZ) et quatre centres de recherche (BRGM, CEREGE, IEM et UPMC) de compétences multidisciplinaires complémentaires pour répondre à une problématique sociétale et technologique émergente. Le domaine de recherche du consortium couvre le traitement de l’eau, la chimie, la physico-chimie des interfaces et les nanosciences. Ce projet s’inscrit dans les thématiques prioritaires du plan d’action National Français dédié à la santé et à l’environnement. Son but est de développer des solutions technologiques novatrices permettant de traiter dans des conditions économiques attrayantes, les eaux affectées par les micropolluants pharmaceutiques les plus résistants aux traitements conventionnels employés en France et ailleurs. Ces contaminants transitent principalement par les stations d’épuration et les centres de soins (hôpitaux et cliniques). Ils font partie des polluants émergents pour lesquels il n’existe actuellement pas de réglementation en Europe concernant leur présence dans l’environnement. La finalité ultime du projet est de produire une eau propre et de réduire les risques liés aux rejets de médicaments dans l'environnement. Les substances prioritaires retenues pour l’étude selon les critères de consommation, présence dans l’environnement, résistance aux traitements usuels et de toxicité et risque potentiel pour l’environnement sont : l’amoxicilline, la carbamazépine, la ciprofloxacine, la danofloxacine et le sulfaméthoxazole. L'originalité de ce projet réside dans l'utilisation d’argiles pontées avec divers oxydes métalliques à réactivité variable avec ou sans enzymes immobilisées pour répondre aux différents objectifs du projet, à savoir : Elaborer des nanostructures de grande réactivité de surface et de texture modulable pour le traitement des micropolluants et développer un procédés de traitement économique pouvant être intégré facilement dans les installations de traitement préexistantes. Le projet est structuré en cinq tâches interdépendantes qui aboutissent à la validation industrielle du schéma de traitement. Ces phases couvrent les différentes échelles depuis le laboratoire jusqu’à la démonstration en conditions industrielles. La 1re tâche est destinée à la sélection pour le besoin du projet, de trois effluents pertinents assez représentatifs de la problématique en terme de contamination. L’élément moteur de cet axe est l’identification et la classification des effluents menaçants en qualité de réservoir micropolluants émergents. La tâche 2 sera consacrée à la synthèse, la fonctionnalisation et à la caractérisation des phases actives nano-structurées. Les solides visés sont des argiles pontées avec divers oxydes à fortes réactivités de surfaces. La structure et l’architecture du pontage seront adaptées aux capacités recherchées en faisant varier la taille et la nature des oxydes. Ces supports seront aussi utilisés pour le greffage d'enzymes qui sera réalisé dans la tâche 3. En parallèle, des enzymes seront également greffées sur des membranes céramiques afin de comparer les deux stratégies d’élimination des micropolluants. En tâche 4, le travail  portera sur i) l’optimisation de la capture des micropolluants pharmaceutiques avec les nanomatériaux bruts ou fonctionnalisés en fonction de la physico-chimie et des conditions hydrodynamiques du milieu et sur ii) le développement d’un procédé de séparation solide/liquide spécifique aux produits nouvellement formés. Une démonstration à l’échelle semi-pilote sera réalisée en vue d’une part de définir un schéma de traitement industriel et d’autre part, pour mener une étude technico-économique. La tâche 5 aura pour but de mettre en place un protocole de recyclage des argiles pontées et des membranes ainsi que d’effectuer une analyse de risques sur l'utilisation des nanomatériaux développés dans le traitement de l'eau.