Les nouvelles de l'UMET

Le polylactide est un polymère biosourcé qui est utilisé dans des nombreuses applications, notamment dans les domaines de l’emballage et pour des applications biomédicales. Ses propriétés mécaniques sont cependant limitées ce qui réduit le spectre d’applications possibles.

La copolymérisation par navette (ou Chain Shuttling coPolymerization, CSP) est une méthodologie innovante basée sur la catalyse de polymérisation en tandem de deux catalyseurs qui permet l’accès à des structures copolymères multiblocs inédites. Cette méthodologie CSP a permis la production de nouveaux copolymères multiblocs originaux à base de polyoléfines, conduisant à des applications dans le domaine des élastomères et des adhésifs.

Des travaux réalisés en collaboration entre l’UCCS et l’UMET ont permis de transposer ce concept à la copolymérisation par ouverture de cycle d'esters cycliques à l'aide de catalyseurs à base d'aluminium, permettant l'accès à une famille inédite de copolymères multiblocs à base de polylactide. Ces résultats ouvrent un plus large spectre d’applications au polylactide, polymère biosourcé impliqué notamment dans les domaines de l’emballage et du biomédical, qui présentent certaines lacunes en termes de propriétés mécaniques. 

La preuve de concept de ces travaux a été publiée dans le Journal of American Chemical Society et l’équipe a reçu le soutien de l’Agence National de la Recherche pour développer cette nouvelle famille de matériaux (Projet PLANAVETTE ANR-21-CE06-0024).

Pour plus d'informations :

• L’article en question : J. Meimoun, C. Sutapin, G. Stoclet, A. Favrelle, P. Roussel, M. Bria, S. Chirachanchai, F. Bonnet, P. Zinck, Lactide Lactone Chain Shuttling Copolymerization Mediated by an Aminobisphenolate Supported Aluminum Complex and Al(OiPr)₃: Access to New Polylactide Based Block Copolymers, Journal of the American Chemical Society (2021), [doi: 10.1021/jacs.1c09744] ;
• Equipe impliquée : Ingénierie des Systèmes Polymères ;
• Les membres de l’UMET impliqués : Fanny Bonnet, Grégory Stoclet, Julie Meimoun.

La structure cristalline de la forme stable de la vitamine B2 ou riboflavine (C₁₇H₂₀N₄O₆) a été résolue par les chercheurs de l’UMET à l’aide d’expériences de diffraction des rayons X sur poudre à haute résolution réalisées à l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, France) et de calculs par la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) périodique. Ce travail est un premier pas vers la compréhension du polymorphisme de ce système qui demeure encore mal compris.

Cet article a été choisi pour la couverture de décembre 2021 du numéro d'Acta Crystallographica Section C (Volume 77, Partie 12). 

Pour plus de détails :

• L'article en question : M. Guerain, F. Affouard, C. Henaff, C. Dejoie, F. Danède, J. Siepman, F. Siepman, J.-F. willart, Structure determination of riboflavin by synchrotron high-resolution powder X-ray diffraction, Acta Crystallographica Section C Structural Chemistry 77;12, 800-806 (2021), [doi: 10.1107/s2053229621012171, LillOA]
• L'équipe impliquée : Matériaux Moléculaires et Thérapeutiques ;
• Les membres de l’UMET impliqués : Mathieu Guerain, Frédéric Affouard, Charline Henaff, Florence Danède, Jean-François willart.

Une expérience menée des membres du laboratoire a étudié comment réagissait le fer confronté brièvement à des températures et pressions extrêmes. Les résultats ont été publiés dans la revue Physical Review Letters et mis en avant par l'éditeur de la revue. Le travail est le résultat d'une collaboration entre des chercheurs de l'équipe Matériaux Terrestres et Planétaires, des laboratoires SLAC, Los Alamos, et du département des sciences de la terre de l'université de Stanford.

A l'aide d'un système de compression par lasers, l’équipe a déformé des échantillons de fer aux pressions et températures du noyau terrestre, 2 millions d'atmosphères et 4000°, et ce sur une minuscule fenêtre temporelle :  dix milliardièmes de secondes. Ensuite, elle a pu suivre ce qui s’y déroule en temps réel avec un second laser, à rayons X cette fois, le Linac Coherent Light Source. Les résultats montrent que, sur ces échelles de temps de pression, et température, le fer met un certain temps avant de répondre à la déformation imposée. Ensuite, il relaxe les contraintes qui lui sont appliquées par un mécanisme bien précis: le maclage.

Ces expériences permettent de comprendre les états de la matières dans des conditions inexplorées juqu'alors, qui se produisent lors d'événements extrêmes, comme la ré-entrée d'une sonde spatiale dans l'atmosphère ou la collision entre deux noyaux planétaires, qui d'ordinaire, sont bien difficile à mettre en oeuvre en laboratoire.

Pour plus de détails :

• l'article en question : S. Merkel, S. Hok, C. Bolme, D. Rittman, K.J. Ramos, B. Morrow, H.J. Lee, B. Nagler, E. Galtier, E. Granados, A. Hashim, W.L. Mao, A.E. Gleason, Femtosecond Visualization of hcp-Iron Strength and Plasticity under Shock Compression, Physical Review Letters 127 205501 (2021), [doi: 10.1103/physrevlett.127.205501, LillOA] ;
• l'équipe impliquée : Matériaux Terrestres et Planétaires ;
• le communiqué de l'université de Lille : Le fer poussé à l’extrême ;
• le communiqué du laboratoire SLAC : Researchers recreate deep-Earth conditions to see how iron copes with extreme stress ;
• la mise en perspective de l'American Physical Society : Observing Iron Under Pressure.

La Société Française de Minéralogie et de Cristallographie organise une manifestation, à Villeneuve d'Ascq, sur le campus Cité scientifique de l'Université de Lille, du 21 au 22 février 2022. Ces journées vont porter sur l’« Imagerie quantitative de l'atome à l'étoile ».

Elles permettront de faire le point sur les avancées récentes d'imagerie quantitative quelle que soit l'échelle spatiale : des cartographies chimiques à l'échelle atomique, aux analyses des spectres infrarouges en astronomie, en passant par les analyses d'orientations cristallographique à l'échelle micro et mésoscopique, entre autres ... Ces journées, prévues en début d'année 2022, coïncident avec l'année de la minéralogie.

Les inscriptions sont ouvertes sur le site de la manifestation et se clotureront le 15 décembre 2021.

Pour plus d'informations :

• Le site de la manifestation : Colloque pour les journées de la SFMC 2022 – Imagerie quantitative de l’atome à l’étoile
• Les membres du comité scientitique: 
  • Patrick Cordier, Université de Lille, France
  • Sylvie Demouchy, Université de Montpellier, France
  • Stéphanie Durand, Université Lyon 1, France
  • Michel Grégoire, Université Toulouse 3, France
  • Hosni Idrissi, Université catholique de Louvain, Belgique
  • Hugues Leroux, Université de Lille, France
  • Nicolas Mangold, Université de Nantes, France
  • Alexandre Mussi (organisateur de la manifestation), Université de Lille, France

Pour la troisième année consécutive, la formation CNRS entreprise « Microanalyse élémentaire des solides par microsonde électronique » a eu lieu au sein de l’UMET, du 4 au 6 octobre 2021. Cette formation utilise les appareils de la plateforme de microscopie électronique de la Fédération Chevreul : la microsonde Cameca SX100 localisée au bâtiment C7 et le MEB JEOL JSM7800F localisé au bâtiment Chevreul. La formation s’est ouverte cette année avec 4 stagiaires du CEA, Marcoule et du laboratoire BRGM, Orléans.

Les intervenants de cette formation sont Hugues Leroux pour la partie cours sur les « interactions électrons/matière », Ahmed Addad et Alexandre Fadel pour la partie « analyses par spectrométrie EDX » et Séverine Bellayer pour la partie « analyse par microsonde électronique ».

Pour plus d’informations :

• Contact : responsable du stage : Séverine Bellayer ;
• Le site CNRS Formation Entreprises ;
• Prochaine formation : du 3 au 5 octobre 2022.

La mission spatiale japonaise HAYABUSA2 a rapporté sur Terre des échantillons d’un astéroïde carboné en décembre 2020. Ils sont à présent disponibles pour des études en laboratoire dans le cadre d’un vaste consortium international. A l’UMET, les travaux ont débuté en septembre et concerne des études en microscopie électronique en transmission (MET) avec le microscope TITAN THEMIS (projet TEM-Aster, financé par l’ISITE ULNE et la MEL). Cette première phase de l’étude doit durer tout l’automne. 

En collaboration avec Le Fresnoy Studio National, un parcours Sciences et Arts, intitulé « infiniment proche », a été créé. Ce parcours est hébergé à Lilliad et sera inauguré le 15 octobre à 18h pour le grand public, pour une durée de 2 mois. Cette exposition en libre accès proposera à ses visiteurs de découvrir des photographies et des vidéos à l’interface art-science ainsi qu’un cycle de conférences grand public.

Pour aller plus loin :

• l'équipe impliquée : Matériaux Terrestres et Planétaires ;
• la Plateforme de Microscopie Électronique de Lille ;
• la  mission spatiale HAYABUSA2 ;
• l'exposition Sciences et Arts Infiniment proche ;
• le communiqué de presse de l'Université de Lille ;
• les articles de presse : la Voix du Nord du 30 sept. 2021, Ryugu, l’astéroïde qui met la science nordiste en première ligne, 20 minutes du 28 sept. 2021, L’origine de l’eau sur Terre sera-t-elle découverte grâce à des scientifiques lillois ?, la Voix du Nord du 24 sept. 2021, Des poussières d’astéroïde sous l’œil expert d’une équipe de l’université de Lille, LilleActu du 22 sept. 2021, Des échantillons d'astéroïde sont arrivés à Lille.

L’UMET est une unité qui relève de 4 tutelles, l’Université de Lille, le CNRS, l’INRAE et Centrale Lille. L’UMET, c’est : 6 équipes de recherche, 80 enseignants-chercheurs, 100 doctorants ou post doctorants, mais c’est aussi : une quarantaine de personnels BIATSS qui participent aux activités des différentes équipes de recherches, recouvrant la grande majorité des problématiques liées aux matériaux (synthèse/fonctionnalisation/mise en forme, étude des déformations et transformations sous sollicitations, caractérisation de propriétés/structures/microstructures).

Pour mieux se faire connaitre, améliorer leur visibilité et fêter les 10 ans de l’UMET, les personnels BIATSS se présentent par l’intermédiaire d’une petite vidéo fraiche et sympathique, que vous pouvez visionner en cliquant sur ce lien : https://pod.univ-lille.fr/video/20586-video-umet-final-v1mp4/

Bon visionnage !

Contact : Séverine Bellayer.

Solène Pellerin, doctorante au Laboratoire en co-tutelle avec l’Université Laval (Canada) et Solenne Ritaine, doctorante en co-tutelle avec l’Université de Sherbrooke (Canada) ont toutes les deux étaient primées dans le cadre du concours Ma Thèse en 180 secondes.

Les travaux de recherche de Solène Pellerin portent sur le développement de résines acrylates réticulées par UV afin d’améliorer le comportement au feu du bois. Ses travaux sont réalisés dans le cadre de la Chaire de recherche industrielle du CRSNG – Canlak en finition des produits du bois intérieur. Solène a reçu le deuxième prix de la finale francophone de l’Université Laval ainsi que le prix du public.

Solenne Ritaine développe quant à elle de nouveaux polymères à base de pillararènes et de polynorborènes pour répondre à la problématique liée à la présence de bisphénol-A dans les plastiques. Solenne a reçu le premier prix de MT180s pour l’Université de Sherbrooke qu’elle représentera  à la finale nationale organisée par l’Acfas le 15 Juin 2021, venez tous la soutenir pour la finale en français. Elle enchainera ensuite avec la finale en anglais le 17 juin 2021 à 18h30, heure de Paris.

Bravo à elles !!!

Pour plus d’informations :

• Chercheurs impliqués : Jérôme Claverie (Université de Sherbrooke), Sophie Duquesne, Véronic Landry (ULaval), Jonathan Potier,  Fabienne Samyn et Patrice Woisel ;
• le communiqué du Centre de recherche sur les matériaux renouvelables de l'université de Laval ;
• le communiqué de l'université de Sherbrooke ;
• la finale canadienne francophone de Ma Thèse en 180 secondes en direct le 15 Juin 2021 ;
• la finale canadienne anglophone de Ma Thèse en 180 secondes en direct le 17 Juin 2021.

L'UMET vous invite à une matinée d'échanges et de conférences pour la célébrations de ses 10 ans le mercredi 16 juin 2021 de 9h00 à 12h45 avec l'intervention exceptionnelle du Professeur Jean-Marie Lehn, Prix Nobel de chimie 1987, sur le thème des « étapes vers la matière complexe ».

Fondée en 2010 avec l’ambition de regrouper la majeure partie des activités et compétences lilloises dans le domaine de la science et de l’ingénierie des matériaux, l’UMET compte aujourd’hui 200 collaborateurs, dont plusieurs lauréats de l’ERC et de l’IUF. Relevant de 4 tutelles (CNRS, Centrale Lille, INRAE et Université de Lille), elle s’organise en 6 équipes thématiques : Matériaux Moléculaires et Thérapeutiques, Matériaux Terrestres et Planétaires, Métallurgie Physique et Génie des Matériaux, Ingénierie des Systèmes Polymères, Plasticité et Processus aux Interfaces et Hygiène des Matériaux.

Le laboratoire s’est récemment impliqué dans la lutte contre la Covid-19, à la fois en devenant laboratoire référent dans les Hauts-de-France pour réaliser la production de gels hydro-alcooliques et en lançant différents projets (textile filtrant biocide pour la conception de masques respiratoires, nouveaux types de masques filtrants et décontaminants, test visuel salivaire du COVID-19 rapide et très sensible).

Le 16 juin, pour célébrer les 10 ans du laboratoire, Centrale Lille organise une matinée de conférences et d’échanges et aura l’honneur d’accueillir le Professeur Jean-Marie Lehn, prix Nobel de Chimie. Un moment unique et privilégié pour prendre de la hauteur sur le sujet de la matière complexe, aborder la science des matériaux du point de vue sociétal et revenir sur la recherche de demain sur les matériaux.

Au programme :

• 9H00    Ouverture
• 9H15    Genèse de l’UMET/Entretien avec les « fondateurs » de l’UMET - Jean-Marc Lefebvre et Alexandre Legris
• 9H35    Conférence du Pr Jean-Marie Lehn, Prix Nobel de Chimie, « Étapes vers la matière complexe »
• 10h40    La valorisation de la recherche à l’UMET : l’exemple de la success story des masques anti-covid19 - Bernard Martel, Professeur à l’Université de Lille
• 10H45    L’UMET : La recherche de demain sur les matériaux, vue par 3 jeunes chercheurs de l’unité :
  • Gaëlle Le Fer, chargée de recherches CNRS
  • Franscico de la Pena, maître de conférences à l’Université de Lille
  • Ludovic Thuinet, maître de conférences à Centrale Lille
• 11H00    L’UMET : Une recherche de pointe à l’international et au service de la société temps d’échange avec :
  • Maude Jimenez, Professeure à l’Université de Lille, IUF junior
  • Serge Bourbigot, Professeur à Centrale Lille, ERC Adv. Grant, IUF senior
  • Sébastien Merkel, Professeur à l’Université de Lille, Membre honoraire de l’IUF
• 11H20    Table-ronde sur le thème « Science pour et avec la société, l’exemple des matériaux »
  • Jean-Marie Lehn, Professeur Émerite à l’Université de Strasbourg
  • Bernadette Bensaude-Vincent, Professeure Émérite à l’Université Paris 1 Panthéon Sorbonne
  • Jean-François Gérard, Professeur à l’INSA Lyon
  • Stéphane Delalande, Docteur-ès-sciences, Adjoint au Directeur Scientifique en charge des partenariats académiques chez Stellantis
• 12H45 Remerciements et mot de clôture

Pour plus de détails :

• l'invitation et le programme de la journée.

Patrick Cordier et Alexandre Mussi, de l’équipe Plasticité ont publié un article dans la revue Nature datée du 3 mars 2021, en collaboration avec des chercheurs des universités d’Anvers et de Louvain-La-Neuve (Belgique), de Bayreuth (Allemagne), de Tokyo (Japon) et de Montpellier. Cet article éclaire d’un jour nouveau les propriétés mécaniques de l’olivine, minéral le plus abondant de la couche supérieure du manteau terrestre.

L’observation en microscopie électronique d’échantillons déformés sous fortes contraintes révèle l’existence d’une fine couche vitrifiée au niveau des joints de grains. Les propriétés de ces couches vitreuses intergranulaires pourraient alors expliquer la forte chute de viscosité observée entre les plaques rigides de la surface de la Terre et ses couches profondes visqueuses.

Pour plus d'informations :

• Chercheurs impliqués : Patrick Cordier et Alexandre Mussi ;
• Equipe : Plasticité ;
• Le site du projet ERC TimeMan, avec une description détaillée des résultats ;
• L'article en question : Stress-induced amorphization triggers deformation in the lithospheric mantle ;
• Le communiqué de presse de l'université.

Des recherches menées par les équipes de Bernard Martel au sein de l'équipe Ingénierie des Systèmes Polymères du laboratoire UMET, et Nicolas Blanchemain, de l’unité Systèmes avancés de délivrance de principes actifs (ADDS), ont permis la mise au point et la commercialisation de nouveaux types de masques filtrants et décontaminants, qui non seulement piègent les virus, mais aussi les désactivent. Ils permettent de réduire la charge virale de 99,9 % en moins de 5 minutes. Ainsi automatiquement décontaminés, leur manipulation est beaucoup moins contraignante. Conformes aux normes de filtration et certifiés comme dispositifs médicaux, ces masques sont destinés en priorité aux personnels soignants et aux malades de la Covid-19 en milieu hospitalier. 

L’intérêt du procédé mis au point par les deux équipes lilloises est qu’il permet de rendre virucide la couche filtrante des masques, constituée de fibres très fines (« non tissé en polypropylène ») sans détériorer ses propriétés filtrantes et de manière industrialisable. Il consiste à fixer sur les fibres des molécules en forme d’anneau, constituées de sucres et appelées cyclodextrines. C’est dans ces « cages » que viennent se piéger les molécules virucides, qui restent donc dans la couche filtrante.

L’agent virucide utilisé est efficace non seulement contre les virus similaires au Sars-Cov-2 mais aussi contre d’autres virus et des bactéries, comme le staphylocoque doré ou Escherichia coli. Ces masques virucides pourraient donc diminuer fortement le risque de contracter une infection par voie respiratoire à l’hôpital, par exemple. Le procédé, appelé CIDALTEX®, est exploité aujourd’hui par la société française Bioserenity pour la fabrication de ses masques virucides. Il a fait très récemment l’objet d’un dépôt de brevet aux États-unis.

Pour plus d'informations :

• le personnel impliqué : Bernard Martel ;
• l'équipe Ingénierie des Systèmes Polymères ;
• le communiqué de presse de l'université de Lille ;
• les articles de presse dans la Voix du Nord, 20 minutes, France Bleu, le Monde.