Facultédes Sciences Appliqu ées École Polytechnique filiere 09.pdf · Conception de systèmes d’agitation cultures de cellules animales -fermentation cristallisation, polymérisation

FacultFacultéé des Sciences Appliqudes Sciences Appliquéées es ――

ÉÉcolecole PolytechniquePolytechnique

PrPréésentation de lasentation de la

FiliFilièère Chimie et Science des Matre Chimie et Science des Matéériauxriaux

àà ll’’attention des attention des éétudiants de BA2, 5 mars 2009tudiants de BA2, 5 mars 2009

http://www.ulb.ac.be/polytech/chim-mat

Présidente : Kristin Bartik ([email protected])Vice-Président : Frank Dubois ([email protected])

Secrétaire : Mélanie Vander Geeten ([email protected])

LL’’IngIngéénieur civil en chimie et nieur civil en chimie et science des matscience des matéériauxriaux

Ses responsabilités couvrent toutes les étapes du développement de produits : conception, R&D, conduite des unités de fabrication, mise sur le marché.

Dans le cadre de ses activités, l'Ingénieur en Chimie-Matériaux devra gérer les contraintes économiques, de sécurité et dequalité ainsi que les aspects environnementaux.

LL’’IngIngéénieur civil en chimie et nieur civil en chimie et science des matscience des matéériauxriaux

Débouchés dans de nombreux domaines :

� Industrie chimique, pharmaceutique, de mise en œuvre de matériaux (plastiques, alliages métalliques, matériaux avancés, peintures, cosmétiques)…

� Technologies de l’environnement, aéronautique, biotechnologies, électrotechnique, technologies du bâtiment…

� Bureaux d’études, services publics, centres de recherche…

SpSpéécificitcificitéés de la formations de la formation

� 1 seul Master à finalité spécialisée en chimie et science des matériaux offrant un choix parmi 5 options.

� Programme élaboré partiellement en commun avec la VUB.�Une partie des enseignements dispensé en anglais avec appui pédagogique.

�Possibilité de suivre des cours en néerlandais à la VUB.

� Formation polyvalente avec ouverture aux biotechnologies, aux nanomatériaux et aux technologies del’environnement.

� Contact direct avec le monde de l’industrie par le biais du stage, du MFE, des projets, des visites …

Thèmes des cours spécifiques à l’orientation (29 ECTS) :

� Caractérisation de molécules et matériaux

� Procédés de fabrication de matériaux et produits

� Étude de la pollution du milieu physique

� Introduction à la biologie cellulaire

� Projet multidisciplinaire

Programme de BA3Programme de BA3

2 µm

Programme de MA1Programme de MA1

� Génie des Procédés� Conception et modélisation de réacteurs et procédés � Automatique� Électrochimie

� Génie environnemental

� Technologie de l’environnement� Projet

� Ingénierie des molécules et des matériaux

� Polymères� Matériaux inorganiques� Chimie fine (produits de l’industrie à haute valeur ajoutée)

Thèmes des cours (60 ECTS obligatoires) :

Programme de MA2Programme de MA2

Le mémoire + une option + choix libre parmi

MFE (20 ECTS)

Génie Environnemental

Ingénierie des Matériaux

Procédés

Bio-ingénierie

Surfaces et Interfaces

module Gestion entreprise

module libre

stage en entreprise (15 ECTS)

un second module ‘option’

module Ingénierie et société

cours de la Filière

cours de la FSA

cours de la VUB

Total = 60 ECTS

Les services de la filiLes services de la filièèrere

� Biosystèmes, Biomodélisation et Bioprocédés (3BIO)

� Chimie physique – Microgravity Research Center

� Transferts, Interfaces et Procédés (TIPs)

� Matières et Matériaux

� Traitement des Eaux et Pollution

� 17 académiques temps plein� 74 chercheurs dont 39 doctorants� 30 PATGS� Nombreux collaborateurs scientifiqueset industriels

� Contexte d’application: les biosystèmes� Cultures de microorganismes (bactéries, levures) et de cellules animales en bioréacteur

� Systèmes vivants en général (exemple: évolution temporelle de l’expression des gènes d’un organisme)

� Construction de modèles mathématiques décrivant ces biosystèmes

� Construction d’outils de contrôle et de supervision

de bioprocédés basés sur ces modèles

� Simulateurs� Régulateurs� Capteurs logiciels� Estimation en ligne de la qualité et de la reproductibilité

3BIO3BIOModModéélisation et Contrôle de Bioproclisation et Contrôle de Bioprocééddééss

http://babylone.ulb.ac.be

� Systèmes étudiés: biomolécules (protéines, ADN,… )� Approches utilisées: simulation et modélisation par ordinateur; chimie

quantique� Développement et utilisation de logiciels bioinformatiques en vue de:

� Simuler le repliement et prédire la structure 3D de protéines� Concevoir des protéines mutantes aux propriétés physico-chimiques modifiées [(thermo)stabilisation, solubilisation, …]

� Simuler et prédire la formation de complexes protéine-protéine et protéine-ligand

� Concevoir de nouvelles molécules aux propriétés thérapeutiques

�Modéliser l’évolution temporelle de l’expression des gènes

3BIO3BIOBioinformatique gBioinformatique géénomique et structuralenomique et structurale

http://babylone.ulb.ac.be

Conception assistée par ordinateur� Amélioration de propriétés de biomolécules (protéines)

� Axes de recherche verticaux� Condensation et évaporation – caloduc

� Ponts liquides - cristallisation

� Thermo diffusion – réservoir pétrolier� Bio fluides – déformation et effet des vibrations

� Physique des aérosols – physique de l’atmosphère

� Axe de recherche horizontal� Métrologie optique – microscopie holographique 3D

� Mesure de phénomène en physique des fluides

� Applications biomédicales

� Expériences en microgravité� Avion Zéro G

� Satellites � Fusées sondes

� Station Spatiale Internationale

� Tour de chute

Chimie PhysiqueChimie PhysiqueMicrogravityMicrogravity ResearchResearch CenterCenter

Chimie PhysiqueChimie PhysiqueMicrogravityMicrogravity ResearchResearch CenterCenter

� Groupe pluridisciplinaire de 30 personnes d’origine internationale� Chimistes, Physiciens, Ingénieurs, Biologistes

� Collaborations internationales: ESA, NASA, CNES, ENERGIA, institutions dans de nombreux pays (France, Espagne, Canada, Pays-bas, Russie, Allemagne, Italie, Japon,…)

� Contrats: ESA, Région Wallonne, Communauté Française, TotalfinaElf, EHP, lambda-X

Liquid nozzle

Two-phase flow outlet

Gas inlet

Gas nozzle Liquid inlet

Heating element

Liquid heat exchanger

http://www.ulb.ac.be/polytech/mrc/

Étude et caractérisation des flux sanguins

Transferts, Interfaces et ProcTransferts, Interfaces et Procééddéés (s (TIPsTIPs))

http://www.ulb.ac.be/rech/inventaire/unites/ULB378.html

� Deux axes de recherche complémentaires

� Conception et optimisation de procédés d’industries chimiques / agroalimentaires / pharmaceutiques et de l’environnement

� Etudes fondamentales des phénomènes de transfert (matière, chaleur et mouvement) intervenant dans ces procédés

� Equipe pluridisciplinaire de 26 personnes

� (Bio)Ingénieurs chimistes, Physiciens, Mécaniciens, …

� Outils

� Expérimentaux : deux laboratoires (fondamental et de pilotes)� Théoriques : mathématiques appliquées, bilans, calculs thermo.� Numériques : logiciels de simulation et stations de travail

� Collaborations

� Industries (Solvay, UCB, Shell, Puratos, AGC, Saint Gobain, …), projets européens (ESA, FP7), projets financés par les régions

Conception de systèmes d’agitation� cultures de cellules animales - fermentation� cristallisation, polymérisation

Recherche spatiale� Life Support Systems� échangeurs de chaleur pour satellites

Absorption du CO2 dans des liquides� production de bicarbonate de soude� développement de procédés de récupération

Cristallisation� substances pharmaceutiques� chocolat et margarine

Transferts, Interfaces et ProcTransferts, Interfaces et Procééddéés (s (TIPsTIPs))

Conception de systèmes d’aération� aération de l’eau dans des carrières� traitement des eaux résiduelles urbaines

Conception de bioréacteurs� projet d’usine en plastique� bioréacteur de Couette - Taylor

Recherches archéologiques� étude du système hydraulique de la ville Romaine antique d’Apamée

Conception / optimisation de procédés de séchage� légumes et poisson (coopération au développement)� PVC, levures

Transferts, Interfaces et ProcTransferts, Interfaces et Procééddéés (s (TIPsTIPs))

http://www.ulb.ac.be/rech/inventaire/unites/ULB662.html

� Axes de recherche :

� Synthèse et caractérisation structurale de produits et de matériaux� Étude des relations structures-propriétés � Ingénierie moléculaire : capteurs et bio-capteurs� Génie environnemental

� Outils

� Équipements de synthèse et de processing� Techniques de caractérisation (structurale, analytique…)

� Equipe de 50 personnes :

� 5 académiques temps plein; chercheurs, doctorants, PATGS

� Collaborations

� Industries (Solvay, AGC…), projets européens, projets de la région wallonne…

MatiMatièères et Matres et Matéériauxriaux

Optimisation du procédé de cristallisation du bicarbonate de sodium (Solvay)

CuCu

Traitement d’effluents industriels� Étude de dépôts de cuivre

Traitement de surface par plasma

MatiMatièères et Matres et Matéériauxriaux

5µm5µm

Smart nanocomposites

� Renforcement dynamique

-0.25

-0.2

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-0.05

0

0.05

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0.25

200 250 300 350 400 450 500 550 600

λλλλ (nm)

∆∆ ∆∆A

Étude expérimentale de la stabilité de (bio)moléculeset de leur interaction avec d’autres (bio)molécules

� Traitement thérapeutique

Mise au point de senseurs moléculaires

� Dosage et complexation d’anions

MatiMatièères et Matres et Matéériauxriaux

Étude de l’hydratation de produits cimentaires� Incorporation de matériaux secondaires� Traitements hydrofugeants

Étude de la composante urbaine du cycle de l'eau et des problèmes de gestion associés

� Contribution à l'établissement des plans directeurs d'assainissement des eaux usées de l'agglomération bruxelloise

Traitement des eaux et pollutionTraitement des eaux et pollution

Amélioration de la conception et de l’exploitation des installations de collecte et d’épuration des eaux usées

Étude des modes de transfert de polluants sous forme particulaire entre autre par la modélisation

� Canalisations d'égouts, déversoirs et bassinsd'orage, mais aussi rivières et estuaires…

Caractérisation des effluents industriels, examen de la faisabilité d'une réduction à la source des rejets polluants, identification des

filières de traitement les mieux adaptées et réalisation des essais de laboratoire nécessaires (biodégradabilité)

Traitement des eaux et pollutionTraitement des eaux et pollution

Collaborations avec le monde industriel et les pouvoirs publics de manière telle que les travaux menés impliquent l'acquisition de connaissances nouvelles et, si possible, puissent déboucher sur la mise en œuvre de solutions innovantes.

Galeries creusées sous le lit alluvial

http://www.ulb.ac.be/polytech/stepfree

� Étude-diagnostic de galeries filtrantesalimentant en eau potable la ville de Camiri(Bolivie)