Metallocapt, une mousse pour dépolluer les eaux contaminées par des métaux

09/11/2021

Le projet Metallocapt vise à développer un procédé continu de capture et de récupération d’ions métalliques grâce à des mousses polymères revêtues d’un film de polyphénol d’origine biosourcée. Le point avec Caroline Bertagnolli, maître de conférences à l’IUT Louis Pasteur et à l'Institut pluridisciplinaire Hubert Curien, et Loïc Jierry, professeur à l’Ecole européenne de chimie polymères et matériaux et chercheur à l’Institut Charles Sadron.

L’intérêt

Le traitement des eaux se fait actuellement à l’aide de procédés conventionnels. Problème, une fois les eaux traitées, il reste encore des traces métalliques, qui peuvent s’accumuler dans l’environnement. « Notre technologie permet de récupérer ces restes », précise Caroline Bertagnolli, qui évoque un triple intérêt : stratégique, économique et écologique. Avec des applications pour les entreprises qui ont des effluents industriels rejetés dans l’environnement ou envoyés dans des stations d’épuration.

Le principe

Les chercheurs ont modifié la surface d’une mousse polymère à l’aide d’un revêtement en polyphénol à base de dopamine lui donnant la capacité d’absorber les métaux et de les relarguer. « Lorsque l’eau passe à travers, la mousse retient les ions métalliques », explique Loïc Jierry. Une solution acide permet ensuite de récupérer sur la mousse ces ions. Ces derniers pourraient être réutilisés dans l’industrie, dans un contexte de pénurie des composants.

Une approche bioinspirée

Pour fixer les ions métalliques sur la mousse, les chercheurs ont utilisé une approche bioinspirée des moules et de leur capacité à s’accrocher aux rochers. « C’est grâce à la dopamine. Dissoute dans l’eau, elle produit un revêtement noir de polydopamine pouvant s’accrocher à la surface de presque tous les matériaux. Avant 2016, nous avions déjà montré que si l’on trempe un matériau poreux dans la solution, la polydopamine recouvre l’ensemble du matériau », poursuit le chercheur. La mousse ainsi traitée a été mise en contact avec cinq métaux, le plomb, le zinc, le nickel, le cuivre et le cadmium. Résultat : une extraction du plomb et du cuivre à 100 %.

Les avantages

Légères, flexibles, adaptables, les mousses polymères sont utilisées partout. C’est un matériaux peu cher, facile à utiliser, résistant et disponible en grande quantité. Les pores larges permettent de faire passer les fluides à travers, sans contrepression. Elles peuvent donc être utilisées dans des dispositifs en continu.

La prématuration

En octobre, le projet Metallocapt est entré dans une phase de prématuration de 18 mois avec une enveloppe de 150 000 euros. Le tout, dans le cadre du programme de prématuration 2021 du CNRS. « Nous souhaitons voir si le procédé est robuste. Nous sommes en contact avec des entreprises pour élaborer le dispositif contenant la mousse », souligne Loïc Jierry. La mousse a pour le moment été testée jusqu’à quatre fois. « Nous allons déterminer combien de fois elle est utilisable au total, sans perdre ses propriétés. Et ce avec différents types de mousses polymères, recyclées ou encore biosourcées. » Les chercheurs souhaiteraient également explorer d’autres types de polyphénols, moins chers que la dopamine et utilisables en grande quantité. Autre objectif : voir quels ions métalliques peuvent être filtrés et s’il est possible d’en fixer plusieurs en même temps. Cette phase de prématuration permettra de réaliser les premiers tests avec des effluents industriels. Après quoi, si les essais sont concluants, le projet passera en maturation.

Marion Riegert

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