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Realcat

Présentation

REALCAT : une avancée décisive dans le secteur de la bioéconomie

Lauréat de la seconde vague de l'appel à projet des équipements d'excellence (EQUIPEX) du Programme d'Investissements d'Avenir, le projet de recherche REALCAT s'est vu octroyer une subvention de 8,7 millions d'euros, complétée par des fonds FEDER et de la fondation Centrale Initiatives pour le développement d'une plateforme unique au monde dédiée au développement de catalyseurs pour les bioraffineries industrielles. Portée par l'Unité de Catalyse et Chimie du Solide (UCCS - UMR 8181), le Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille (CRIStAL - UMR 9189) et par l’Institut Charles Viollette (ICV - USC INRA - EA 7394), la plateforme REALCAT offre une expertise très large dans le domaine d'avenir qu'est la catalyse.

Les matériaux catalytiques sont en effet au cœur des enjeux sociétaux et constituent un élément de réponse incontournable aux principales préoccupations actuelles (énergie, santé, alimentation, etc.). La catalyse est un marché en forte croissance et est à l'origine de plus de 80% de la valeur ajoutée de l'industrie chimique. Le nouvel âge d'or de la catalyse vise à utiliser progressivement de moins en moins de matières premières fossiles, en cours d'épuisement, au profit de ressources renouvelables telles que la biomasse. Ainsi, le concept de bioraffinerie est en plein essor car il est indispensable à l'avènement de la bio-économie. Cependant, le développement de nouveaux catalyseurs performants et compatibles avec les nouvelles sources de matière première renouvelable est indispensable.

Realcat Schema 1

REALCAT développe aujourd'hui à haut débit les catalyseurs de demain

La prédiction théorique a priori de la composition optimale, de la structure et des conditions de préparation d'un catalyseur pour une réaction donnée n'est pas encore possible. Une approche expérimentale de type « essai-erreur » coûteuse en temps et mobilisant de nombreuses ressources est donc encore nécessaire. Dans ce contexte, les technologies et méthodologies de criblage catalytique haut-débit représentent un véritable atout.

La plateforme REALCAT répond à cette problématique en proposant de traiter, à haut débit, l'ensemble de la chaîne de développement de catalyseurs jusqu'à leur qualification. Son originalité repose sur la combinaison, en un seul et même lieu, de compétences scientifiques et d'outils remarquables nécessaires pour synthétiser, caractériser et évaluer à haut débit les nouveaux catalyseurs, qu'ils soient hétérogènes, homogènes, issus de la biologie (enzymes, microorganismes, etc.), ou même hybrides.

La dimension haut débit de la plateforme permet une démultiplication sans commune mesure de la quantité d'expériences effectuées en un minimum de temps, accélérant ainsi considérablement le cycle de découverte de nouveaux procédés catalytiques. Totalement automatisés, les équipements de REALCAT permettent en effet de tester en parallèle et rapidement un nombre conséquent de catalyseurs avec, à la clé, une réduction significative du délai et des coûts de mise au point de ces nouvelles substances.

Aux techniques haut débit sont combinées des plans d'expériences afin d'optimiser le développement de procédés catalytiques d'une manière rationalisée, ce qui présente l'avantage de diminuer le nombre d'essais nécessaires tout en assurant une excellente fiabilité et reproductibilité des résultats.

Bien que limitée, la quantité de données générées sur REALCAT reste considérable, et c'est pourquoi cet outil expérimental exceptionnel est associé à un système informatique de gestion des données, destiné à leur enregistrement, leur stockage et ainsi qu'à leur traitement avancé à l'aide d'algorithmes développés en interne.

Ainsi, REALCAT est la première concrétisation mondiale du laboratoire du futur dans le domaine de la catalyse, intégrant à la fois des compétences en chimie, biotechnologies, mathématiques, informatique et statistiques.

Realcat Schema 2