Le procédé Greencose permet de recycler des textiles à majorité cellulosique afin de reformer des fibres textiles. Pour cela, les textiles usagés sont décolorés, et les différents matériaux les composant sont isolés et orientés vers différentes voies de recyclage. La méthode de décoloration utilisée par le procédé Greencose se divise en trois étapes.Cette étape de décoloration est nécessaire pour obtenir des fibres de couleur homogène sans passer par une étape de tri manuelle précise, qui est très coûteuse et compliquée à mettre en place. Lors des étapes de décoloration, les teintures sont relâchées dans les solutions utilisées. Le but de cette étude est d’extraire les teintures des solutions utilisées afin de pouvoir réutiliser les réactifs en boucle fermée. Les pistes envisagées reposent plutôt sur des mécanismes chimiques et physiques et non biologiques. Une coagulation ^[1] des teintures puis une séparation par décantation ou flottaison peut être envisagée. Toutefois, afin de pouvoir réutiliser les réactifs utilisés pour la décoloration en boucle fermée, un soin particulier devra être apporté à la conservation du pH. Des méthodes de filtration membranaires ^[2] peuvent également être envisagées afin de concentrer les teintures, tout en récupérant la majorité des réactifs de décoloration. Enfin des méthodes d’adsorption ^[3,4] peuvent également être envisagées.

Depuis quelques années, notre groupe de recherche a concentré une partie de ses activités sur le développement de structures textiles fonctionnelles. Dans le cadre de ce projet, l’objectif est de concevoir une nouvelle structure permettant la dépollution des eaux usées par l’incorporation de molécules « cages » emprisonnant ou complexant les effluents issus des traitements de teinture pour travailler en boucle fermée. L’une des voies privilégiées est l’électrofilage pour concevoir une membrane réactive. La nanofabrication par électrofilage a eu un impact considérable au cours des trois dernières décennies en raison de sa polyvalence, de sa simplicité et de son coût abordable. En particulier, de nombreuses entreprises ont investi dans la technologie de l’électrofilage et ont ainsi poussé la capacité de production annuelle de nanofibres à l’échelle de la tonne. Le fait de pouvoir fonctionnaliser ces structures, et de venir localiser en surface des composés un rapport surface/volume élevé permet non seulement de surmonter les obstacles au traitement, mais aussi de conserver les sites actifs des composés cages pour interagir avec les polluants dans les milieux aqueux.

Le travail du doctorant consistera donc à concevoir et réaliser des structures membranaires contenant des particules permettant de piéger de manière sélective les effluents textiles. Le choix des particules (type MOFs : (Metal-Organic Frameworks), les fonctionnalisations de surface par ces dernières ^[5], la sélection du polymère et sa mise en œuvre sous forme de nanofibres et de complexe textile sera étudiée. Les systèmes optimisés seront transférés dans les prochaines étapes du projet, et feront l’objet d’une preuve de concept testée au sein d’INDUO

Profil et Compétences attendues du candidat 

Le candidat, titulaire d’un Master 2 (ou ingénieur) en Science des matériaux, ingénierie des polymères, chimie organique et inorganique, doit avoir de solides connaissances en chimie générale et plus particulièrement en synthèse organique et mise en œuvre des matériaux polymères. Des connaissances en textile seront également appréciées. La mise en œuvre par électrofilage, et la fonctionnalisation de surface constitueront une part importante de cette thèse. Une forte aptitude pratique ainsi qu’un investissement personnel important seront nécessaires.

Pour candidater

Les personnes intéressées voudront bien envoyer à ahmida.el-achari@ensait.fr et fabien.salaun@ensait.fr : 

• un CV,
• une lettre de motivation,
• les coordonnées de deux personnes pouvant recommander le candidat
• ainsi que leur relevé de notes de Master et leur diplôme

Bibliographie

[1] Verma A. K., Dash R. R., Bhunia P., A review on chemical coagulation/flocculation technologies for removal of colour from textile wastewaters, Journal of Environmental Management, 2011

[2] Ciardelli G., Corsi L., Marcucci M., Membrane separation for wastewater reuse in the textile industry, Resources, Conservation and Recycling, 2000

[3) Lambert S.D., Graham N.J.D., Sollars C.J., Fowler G.D., Evaluation of inorganic adsorbents for the removal of problematic textile dyes and pesticides, Water Sci.Technol. 36 (1997) 173-180.

[4] Ramakrishna K.R., Viraraghavan T., Dye removal using low-cost adsorbents, Water Sci. Technol.36 (1997) 189-196.

[5] N. Couzon, M. Ferreira, S. Duval, A. El-Achari, C. Campagne, T. Loiseau and C. Volkringer (2022). Microwave-Assisted Synthesis of Porous Composites MOF-Textile for the Protection against Chemical and Nuclear Hazards. Acs Applied Materials & Interfaces 14 (18): 21497-21508