EQUIPE FLUIDES SUPERCRITIQUES
Gérard Charbit, Professeur
tél : 04 42 90 85 00
fax : 04 42 90 85 15
Permanents
Elisabeth Badens, Maître de Conférences
tél : 04 42 90 85 08
fax : 04 42 90 85 15
Olivier Boutin , Maître de Conférences
tél : 04 42 90 85 12
fax : 04 42 90 85 15
Christophe Maruejouls, ATER
tél : 04 42 90 85 12
fax : 04 42 90 85 15
Fatoma Belladj
tél : 04 42 90 85 04
fax : 04 42 90 85 15
Yvan Wyart
tél : 04 42 90 85 03
fax : 04 42 90 85 15
Victor Majrik
tél : 04 42 90 85 03
fax : 04 42 90 85 15
Thèmes de recherche
Ce thème émarge à la problématique de la diminution
de la consommation de solvant. Au-delà du problème posé
par l'importance des volumes de solvants utilisés et de leur dangerosité,
il faut noter que la législation devient de plus en plus contraignante
en réduisant systématiquement d'année en année
la liste des solvants autorisés. La nécessité de
solutions alternatives s'impose donc et notre démarche s'inscrit
dans ce contexte précis. Les technologies supercritiques permettent
selon les cas soit d'abolir totalement l'usage de solvants organiques
soit d'en minimiser considérablement les volumes manipulés.
L'éventail des applications techniquement viables est réellement
très large, en revanche, celui des réalisations économiquement
réalistes reste encore restreint, du fait des surcoûts d'investissement
inhérents aux fortes pressions généralement mises
en oeuvre dans ces méthodes. Le développement actuel de
ces techniques est essentiellement concentré sur la production
ou la transformation de molécules à haute valeur ajoutée,
mais les perspectives sont favorables avec l'évolution de la législation.
C'est sur cette réalité, que nous avons orienté
notre activité vers :
- les molécules à usage pharmaceutique ou d'intérêt
biologique
- la recherche de procédés innovants opérant sous
moyenne pression et utilisant, essentiellement le dioxyde de carbone supercritique
dans des domaines d'applications variés
Les études en cours ou passées reposent sur l'utilisation
du gaz carbonique sous pression (dans l'état supercritique) comme
substitut des solvants organiques. Ce composé cumule de nombreux
avantages tels que son faible coût, son innocuité, son ininflammabilité…
Nos recherches émargent essentiellement à la thématique
générale de la formulation et de façon moindre à
celle de l'extraction. Dans le domaine de la formulation notre objectif
est celui du contrôle de la bio-disponibilité des principes
actifs. En d'autres termes nous utilisons les techniques supercritiques
pour concevoir des préparations permettant d'accélérer
ou de retarder la libération des principes actifs. Le terme générique
de principe actif couvre des composés aussi divers que les médicaments,
les arômes, les engrais ou les herbicides.
L'accélération de la libération ou l'augmentation
de la bio-disponibilité, sont obtenues de deux manières
différentes :
En micronisant un solide on augmente sa surface spécifique et par
voie de conséquence sa vitesse de dissolution Les techniques supercritiques
offrent un large éventail de méthodes pour réaliser
cette comminution dans des conditions de température modérée,
donc non préjudiciables pour la molécule manipulée.
Nous avons utilisé avec succès ces techniques sur plusieurs
composés.
En combinant un excipient judicieusement avec choisi le principe actif
on peut masquer certains défauts de ce dernier. Ainsi, l'industrie
pharmaceutique a développé de très nombreuses molécules
qui ne sont pas mises sur le marché à cause d'une trop grande
hydrophobicité. Nous explorons actuellement des pistes qui permettraient
de réaliser en milieu supercritique des complexations qui masqueraient
cette hydrophobicité.
L'effet retard peut être atteint par deux voies différentes
:
L'encapsulation ou la coprécipitation qui en " encageant "
la molécule active dans un excipient (enrobant) permettent de gérer
(retarder) sa libération. Ces méthodes couramment pratiquées
dans le domaine de la galénique sont grosses consommatrices de
solvants organiques. Des transpositions dans le domaine supercritique
sont possibles et nous avons ainsi réussi à préparer
des herbicides à effet retard.
L'imprégnation consiste à introduire le principe actif dans
le réseau poreux d'un support solide ou dans un polymère
(c'est le principe de la préparation des patches). Ces techniques
couramment mises en œuvre avec des solvants organiques peuvent être
reproduites en utilisant le CO2 supercritique comme véhicule de
la molécule active. C'est une des applications que nous développons
actuellement.
Parallèlement à ces études de type appliqué, nous nous efforçons de conduire des études plus fondamentales permettant de mieux comprendre les phénomènes impliqués dans ces procédés supercritiques. Cette tâche est ardue car la littérature manque cruellement de données de base, hydrodynamique, thermodynamique, sur ces milieux dont l'étude expérimentale est rendue malcommode par les niveaux de pression pratiqués. Dans le cadre d'une collaboration nous avons mené à bien une thèse sur l'étude du comportement thermodynamique des milieux supercritiques, et une seconde est en cours sur ce thème. Nous avons également achevé une thèse centrée sur l'étude de l'hydrodynamique des réacteurs de micronisation. Une seconde thèse est également en cours, et nous entreprenons l'étude du phénomène de la dispersion d'une phase liquide dans un continuum supercritique, dont l'importance est essentielle dans les opérations de micronisation, de co-précipitation d'enrobage. L'expertise que nous avons acquise dans le domaine de l'étude de l'hydrodynamique en milieu supercritique nous a valu d'être sollicité par le CEA pour assurer la direction scientifique de deux thèses, dont une en cours.
MATERIEL DISPONIBLE
· un banc d'extraction pilote
· deux cellules à volume variable pour les mesures des équilibres
de phase et de solubilité
· une ligne d'imprégnation
· trois réacteurs de précipitation de différents
volumes
· un réacteur agité
· un réacteur à fenêtres instrumenté
pour prise d'image et mesure de taille par absorption laser
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