Caractérisation des propriétés physico-chimiques de charbons actifs de grade œnologiques : Application à l’élimination des phénols volatils

L’Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (IC2MP) est une unité mixte de recherche (UMR) multidisciplinaire de l’Université de Poitiers et du CNRS (INC et INSU) dans les domaines de la chimie et des géosciences de la surface (UMR 7285). 

l’IC2MP a développé une politique scientifique autour de la chimie durable en intégrant plus particulièrement (1) la synthèse de molécules et matériaux selon des procédés économes en atome et en énergie et (2) leurs interactions avec les milieux naturels (réactivité, transfert, bioaccumulation, persistance, etc.) Cette association chimie-géoscience permet à l’IC2MP d’intégrer des problématiques environnementales sur un large domaine de la chaine de valeur d’un procédé en intégrant de manière globale toutes les étapes d’un processus de transformation d’un composé chimique et de pouvoir proposer des solutions scientifiques et technologiques de la conception aux implications environnementales.

Les axes de recherches se focalisent sur les ressources (carbone, eau, molécules naturelles),  leurs transformations et leurs interactions avec les milieux naturels. L’accent est mis plus particulièrement sur la notion

de réactivité en termes de procédés : catalyse, matériaux catalytiques, méthodes de synthèse innovantes, mécanismes réactionnels, activation basse température,

et en termes d’interaction avec les milieux naturels ou de synthèse : dynamique du transfert des molécules et des contaminants, identification des processus de dégradation, transformation/élimination des micropolluants ou sous-produits.

Ce projet vise à mieux comprendre l’impact des propriétés physico-chimiques des charbons actifs de grade œnologique sur leur sélectivité d’adsorption des phénols volatils. Il résulte d’une collaboration entre l’IC2MP (Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers, laboratoire de recherche de chimie et de géosciences) et Biolaffort (en charge de la recherche, de la veille scientifique et du développement produit du groupe LAFFORT, fabricant et distributeur de produits œnologiques).

Dans les vins, la présence non souhaitée de certains composés phénoliques peut entraîner des déviations organoleptiques préjudiciables. Ainsi, le développement de procédés d’adsorption ciblés et spécifiques est nécessaire pour les éliminer ou en réduire les concentrations sans impacter les qualités des vins. Ce stage exploratoire fait partie d’un projet plus global qui porte sur l’amélioration de la qualité des vins via l’élimination de composés spécifiques tels que les phénols volatils.

Dans un premier temps, une étude bibliographique sera réalisée par le stagiaire. Elle portera sur l’utilisation des charbons actifs utilisés en tant qu’adsorbant dans le domaine de l’œnologie. Les objectifs de cette étude seront multiples :

1. Recenser les propriétés physico-chimiques des charbons actifs en fonction de leur provenance et des méthodes d’élaboration.

2. Regrouper l’ensemble des résultats de la littérature mettant en évidence les relations entre les propriétés physico-chimiques des charbons et leur efficacité à éliminer les phénols volatils.

3. Lister l’ensemble des techniques expérimentales pour la caractérisation de ces propriétés.

Dans un second temps, le stagiaire devra établir des protocoles expérimentaux pour caractériser les propriétés physico-chimiques d’échantillons de charbons actifs œnologiques commerciaux. Ces protocoles seront mis en place en fonction des techniques d’analyse et matériels disponibles au laboratoire.

Dans une dernière partie, le stagiaire réalisera des tests d’adsorption en solution hydroalcoolique modèle permettant afin de corréler les propriétés physicochimiques des charbons à leur capacité d’adsorption.

Le stagiaire devra faire preuve d’autonomie, d’organisation, de curiosité scientifique, d’esprit critique, d’une bonne capacité de communication (anglais lu, écrit et parlé). Il/elle devra posséder une bonne culture scientifique dans les domaines de la physicochimie des matériaux, des procédés d’adsorption et d’un intérêt pour l’œnologie. De plus, il devra avoir une bonne connaissance en chimie analytique pour le dosage HPLC de molécules organiques à faible concentration.

Etudiant de master 2 ou élève ingénieur en chimie (1ère, 2ème ou 3ème année) avec un bon niveau d’anglais à l’écrit et à l’oral.

Connaissances dans la caratérisation des matériaux et des bases en adsorption.

Solides connaissances en chimie analytique : dosage pH-métrique, HPLC.

Excellentes compétences en mathématiques et en bureautique.

Le(a) candidat(e) devra être capable de

• mettre en oeuvre des expérience d'adsorption en mode batch et déterminer des concentrations à partir de mesure HPLC 
• Réaliser des titrages pH métrique avec un titrateur électronique.
• Analyser les données obtenues et interpréter les résultats.
• Respecter et mettre en œuvre les règles de santé et de sécurité relatives aux travaux entrepris.
• Préparer des rapports et communiquer les résultats de la recherche.
• Adopter une approche collaborative.
• Enthousiasme et aptitude à faire partie d’une équipe, et désireux d’élargir les connaissances pratiques et théoriques.