Polymères Biosourcés et Renouvelables

L’équipe BioTeam (Polymères Biosourcés et Renouvelables) développe de nouveaux matériaux polymères renouvelables pour des applications spécifiques dans un contexte environnemental et/ou biomédical innovant.

Pour un objectif ambitieux allant jusqu'au "cradle to cradle", l'approche globale développée intègre à la fois (i) l'origine des matériaux (ressources issues de la biomasse, de déchets plastiques, ...), (ii) leur élaboration (chimie verte, éco-conception,) et (iii) leur fin de vie (biodégradation, recyclage,). Ces différents éléments sont pris en compte dès l'esquisse du design des architectures macromoléculaires (approche "Safe and Sustainable by Design").

La BioTeam assure une continuité d’expertises qui va de la (bio)synthèse, pouvant allier chimie verte et biotechnologie (approche "Chem-Biotech"), jusqu'à la caractérisation et la transformation de ces polymères. Ceci est développé dans un contexte combinant la science et l'ingénierie des polymères, et le développement durable.

Contacts : Pr. Luc Avérous, Pr. Eric Pollet

Les activités de la BioTeam intègrent recherche fondamentale et recherche appliquée (notamment au travers du LabCom "Mutaxio"), et s'étendent de TRL 1 à 4-5. Elles se structurent autour de 3 axes de recherches majeurs, pour répondre aux attentes sociétales et industrielles actuelles autour des relations sensibles entre "polymères et "environnement".

• Axe 1 : Matériaux à base de polymères biosourcés et biodégradables (Applications à courte durée de vie)

Thèmes de l'Axe 1 :

• Développement de polysaccharides thermoplastiques (amidon, chitosane, alginate) et systèmes multiphasés par traitement thermomécanique.
• Synthèse et développement d'hydrogels avancés obtenus à partir de dérivés de polysaccharides (amidon, chitosane, alginate),
• Synthèse de (co)polyesters : PLA, PCL, PHAs, PBSA, PBS, PBAT à partir de synthons issus de la biomasse.
• Biosynthèse par catalyse enzymatique (eROP, polycondensation)

• Axe 2 : Matériaux à base de polymères renouvelables et durables (Applications à longue durée de vie)

Thèmes de l'Axe 2 :

- Synthèse et développement de polyuréthanes (TPU, PUR, PIR, NIPU), polyamides et polyimines biosourcés :

•  Nouvelles architectures macromoléculaires aliphatiques linéaires et cycliques à partir de dérivés de sucres ou issus de l'oléochimie (triglycérides, acides gras, dimères d’acides gras...), ...
• Architectures macromoléculaires aromatiques innovantes à base de lignines ou de tanins,
• Réseaux covalents adaptables (CAN) et vitrimères biosourcés (liaisons dynamiques, réversibles).

- Bio-recyclage : Dégradation enzymatique contrôlée de matériaux durables, en fin de vie.

• Axe 3 : Matériaux biosourcés spécifiques pour le biomédical

Thèmes de l'Axe 3 :

- A partir de polymères biosourcés,développement de :

• Bio-adhésifs pour la chirurgie,
• Ingénierie tissulaire avec le développement de "scaffolds" obtenus par électrofilage,
• Biocapteurs,
• Systèmes de libérations contrôlées de principes actifs,
• Impression 3D/4D pour le médical ...

• S. Kalia & L. Avérous. “Biopolymers: Biomedical and Environmental applications”. Wiley & Scrivener Publishing. Publication Juillet 2011. 642 p. (ISBN: 978-0-4706-39238)
• L. Avérous & E. Pollet. « Environmental Silicate Nano-biocomposites ». Springer (London). Publication Mai 2012, 447 p. (ISBN: 978-1-4471-41013)
• P. Halley & L. Avérous. « Starch Polymers. From Genetic Engineering to Green Applications,». Elsevier Limited Publication. Publication Avril 2014, 484 p. (ISBN: 978-0-4445-37317)
• S. Kalia & L. Avérous. « Biodegradable and bio-based polymers for Biomedical and Environmental Applications ». Wiley & Scrivener Publishing. Publication Mars 2016, 350 p. (ISBN: 978-1119117339)

• Martin O., Avérous L. (2001). “Poly(lactic acid): plasticization and properties of biodegradable multiphase systems.” Polymer, Vol 42, Issue 14, pp. 6209-6219. (≈1500 citations)
• Bordes P., Pollet E., Avérous L. (2009) « Nano-biocomposites: Biodegradable polyester/nanoclay systems » Progress in Polymer Science, Vol. 34. pp. 125-155. (≈1000 citations)
• Laurichesse S., Avérous L. (2014) “Chemical modification of lignins: towards biobased polymers” Progress in Polymer Science. Vol. 39, Issue 7, pp. 1266-1290. (≈2000 citations)
• Magnin A., Pollet E., Phalip V., Avérous L. (2020) "Evaluation of biological degradation of polyurethanes" Biotechnology Advances. Vol.39. ID N°107457. (≈300 citations)
• Peyrton J., Avérous L. (2021) "Structure-properties relationships of cellular materials from biobased polyurethane foams" Materials Science & Engineering R. Vol. 145, ID N°100608. (≈200 citations)