Polymères aromatiques et économie circulaire : approche multidisciplinaire catalysée par les technologies digitales – PLASTILOOP2.0

La chaire industrielle PLASTILOOP2.0, coordonnée par le Prof. Sébastien Paul (UCCS / Centrale Lille, coordinateur de la plateforme REALCAT (Equipex), rassemble 4 laboratoires académiques (UCCS, BioEcoAgro, CRIStAL et E2P2L) et un industriel (SOLVAY) autour de la problématique de l’utilisation des polymères aromatiques dans le cadre d’une économie circulaire.

Les travaux de la chaire seront articulés autour de la plateforme de criblage catalytique REALCAT (équipement d’excellence permettant les recherches à haut-débit en catalyse chimique, biologique ou hybride) financée dans le cadre du PIA et localisée à Lille, France.

Le programme scientifique sera organisé en 3 lots de travail principaux : le lot n°1 étudiera la reconversion biocatalysée des polymères aromatiques en vue de réintroduire de la valeur dans ces déchets à travers la production de synthons chimiques qui pourront servir in fine de base à la fabrication de nouveaux polymères. Le lot n°2 s’attachera à transformer ces synthons, précurseurs de monomères, en molécules directement utilisables au sein des procédés de polymérisation déjà mis en œuvre par Solvay (stratégie drop-in). Dans ce lot n°2 le cycle sera bouclé en s’assurant que les caractéristiques de ces nouveaux monomères correspondent bien aux spécifications attendues par l’industriel utilisateur final. Cet ensemble expérimental sera accompagné d’un dernier lot n°3 dédié à la comparaison de méthodologies d’analyse de l’impact environnemental des procédés mis en jeu pour la production de polymères aromatiques en s’appuyant sur des outils innovants tels que la boussole institutionnelle.

La principale force d’innovation de PLASTILOOP2.0 réside dans l'utilisation d’outils de machine learning utilisés pour la compréhension et la prédiction des systèmes catalytiques chimiques et biologiques mis en œuvre. En effet, en plus de développer de nouvelles voies de dégradation et de synthèse à l’aide de catalyseurs originaux, PLASTILOOP2.0 aura pour principale tâche la mise en oeuvre d’algorithmes de prédiction permettant de relier l’activité de ces catalyseurs aux descripteurs fondamentaux qui les caractérisent. Cette approche bénéficiera de la capacité de criblage à haut-débit inégalée de la plateforme REALCAT, générant la quantité de données nécessaire pour leur apprentissage, permettant à terme de considérablement accélérer la mise au point de ces catalyseurs au regard des approches plus traditionnelles des projets préexistants.

D’une durée de 4 ans avec un budget de 1,8 millions d’euros, la chaire PLASTILOOP2.0 permettra de contribuer aux progrès scientifiques ayant des retombées environnementales et sociales positives, ainsi que de former 7 jeunes chercheurs (3 doctorants et 4 post-doctorants) à ces technologies de rupture.