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Hélène Roberge

Soutenance de thèse
Date: Friday, 18 November 2022 13:30 - 17:00

Place: Amphi IMN Lombarderie

Vendredi 18 novembre - Développement de méthodes de microscopie électronique pour la caractérisation des membranes organiques et des mécanismes clés de la filtration des biomolécules.

Résumé :

Les procédés de filtration membranaire permettent de concentrer, séparer et purifier les composants d'un mélange complexe en phase liquide. Récemment, les procédés de filtration membranaire ont été adaptés à la valorisation des microalgues, où la filtration utilisant des membranes polymères nanoporeuses est utilisée pour séparer et récupérer les lipides et les protéines des extraits aqueux de microalgues broyées. Les biomolécules récupérées peuvent être utilisées dans l'industrie pharmaceutique, les cosmétiques, les compléments alimentaires ou l'industrie des biocarburants comme le biodiesel. Cependant, au cours de la filtration, l'accumulation indésirable de biomolécules à la surface et dans les pores de la membrane, appelée colmatage, entrave les performances des membranes et constitue la principale limitation du procédé de filtration. Une caractérisation détaillée de la structure des pores et de l’organisation des biomolécules sur et dans la membrane est essentielle pour comprendre puis aider à minimiser son colmatage. Pour répondre à ce besoin, plusieurs techniques de microscopie électronique ont été explorées et développées pour la première fois.

Le 3D FIB/MEB nous a permis d’obtenir les paramètres structuraux 3D de deux membrane-type (PES et PAN) et ainsi mettre en évidence une couche sélective. Grâce à l’utilisation de conditions cryogéniques (cryo-FIB/MEB), nous avons examiné les membranes hydratées et celles colmatées après filtration, tout en minimisant les dommages sur les polymères et les biomolécules. De la sorte, les lipides et les protéines ont été localisées au sein de la structure native du matériau, aussi préservée à basse température. Ce faisant, une méthode de rehaussement de contraste pour ces deux classes de biomolécules, un moyen de les distinguer dans des mélanges complexes, ainsi que des protocoles de reconstruction 3D adaptés à ces matériaux et interfaces à faible contraste ont été développés. Les différents défis techniques rencontrés à température ambiante ou cryogénique sont discutés. Ce travail ouvre une nouvelle voie d’obtention de données microstructurales quantitatives, utiles à la fois pour comprendre les mécanismes de colmatage, pour aider à la conception de nouvelles membranes de filtration, mais aussi pour alimenter des modèles prédictifs construits à partir de l'échelle nanométrique.


 Roberge_Jury

 

 

All Dates


  • Friday, 18 November 2022 13:30 - 17:00
 
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