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Les travaux de mon HDR visaient à améliorer la performance des catalyseurs par le traitement d’images, en automatisant les analyses et en améliorant la qualité de l’information extraite des données. Les connaissances et outils qui en sont issus concernent les signaux de chromatographie ou de diffraction des rayons X (1D), les analyses par microscopie électronique (2D) ou la tomographie électronique (3D).

Cette dernière technique permet d’extraire de l’information à l’échelle du nanomètre, dimension caractéristique de la mésoporosité dans les supports de catalyseurs. Elle offre de précieuses informations sur l’efficacité et la sélectivité des matériaux catalytiques par l’étude du diamètre ou de la connectivité de ces pores.

Ces données sont utilisées à la fois pour contrôler des procédures de formulation de catalyseurs et pour améliorer la compréhension des phénomènes de transport à l’échelle de la mésoporosité.

Des modèles aléatoires morphologiques (figure) ont permis de reproduire des microstructures virtuelles (3D) numériques proches de celles observées et d’y introduire de légères modifications géométriques (taille de grains, taux de porosité, etc.) pour en étudier l’impact sur les propriétés texturales et d’usage (diffusion ou mécanique). Grâce à ces travaux en collaboration avec le milieu académiquea, la caractérisation géométrique et topologique des réseaux poreux a progressé via de nouveaux descripteurs numériques de microstructures(1).

performance catalyseurs
Illustration d’un modèle aléatoire morphologique de microstructure alumine à base de nanoplaquettes.


Disponibles dans la plateforme plug im!, ces descripteurs mis en application en catalyse et biocatalyse sur des alumines(2) ont fait l’objet d’une extension au domaine des neurosciences sur des cellules vivantes,en collaboration avec le laboratoire Cervo de l’université Laval de Québec.

a - En particulier, le laboratoire Hubert Curien de l’université Jean Monnet et le Centre de morphologie mathématique de Mines ParisTech
 


(1) J. Chaniot, M. Moreaud, L. Sorbier, T. Fournel, J. M. Becker, Image Analysis and Stereology 38 (1), p. 25-41 (2019).
https://doi.org/10.5566/ias.2039

(2) A. T. F. Batista, W. Baaziz, A. L. Taleb, J. Chaniot, M. Moreaud, C. Legens, A. Aguilar-Tapia, O. Proux, J. L. Hazemann, F. Diehl, C. Chizallet, A. S. Gay, O. Ersen, P. Raybaud. ACS Catal. 10, p. 4193-4204 (2020).
https://doi.org/10.1021/acscatal.0c00042

Contact scientifique : Maxime Moreaud

>> NUMÉRO 41 DE SCIENCE@IFPEN