Élimination de composés dans les vins par adsorption

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.

Dans les vins, la présence non souhaitée de certains composés peut entraîner des déviations organoleptiques préjudiciables. Ainsi, le développement de procédés d’adsorption ciblés et spécifiques est nécessaire pour éliminer ou réduire les concentrations de ces molécules ou métaux sans impacter les qualités des vins.

Précédemment, nos essais ont montré la possibilité de diminuer les quantités de molécules impliquées dans deux types de déviations sensorielles rencontrées dans 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. Différentes cibles potentielles ont déjà été identifiées pour ce stage (cuivre, fer, riboflavine, aminoacétophénone, sotolon, …).

Dans un premier temps, une étude bibliographique sera réalisée par le stagiaire. Elle portera sur l’utilisation d’adsorbants dans les vins et les phénomènes d’adsorption en général, sur les molécules et métaux responsables de défauts identifiés dans des vins, leur origine et leur impact sur les vins, sur les méthodes de caractérisation utilisées au cours du projet et sur les procédés de remédiation actuels de ces composés.

Au cours du stage, une caractérisation fine des adsorbants sera menée : porosité par physisorption d’azote à 77K, identification de phase par diffraction des rayons X, taille de cristallites par microscopie électronique à transmission, composition chimique par ICP-OES, MS ou Fluorescence X.

En parallèle, l’étudiant·e réalisera un screening des adsorbants testés. Leur efficacité sera étudiée pour l’adsorption des molécules cibles, en solution modèle simple.

Ensuite, des isothermes et des cinétiques d’adsorption seront réalisées sur les composés adsorbants les plus prometteurs afin de caractériser leur affinité vis-à-vis des molécules cibles individuelles et la durée de contact optimale adsorbant/adsorbat.

L’impact de la concentration en adsorbant et en molécules cibles, du temps de contact et des mélanges de molécules sera également étudié.

L’efficacité des adsorbants sera évaluée via des analyses chimiques, réalisées au laboratoire ou sous-traitées à un de nos partenaires.

En parallèle, l’impact de l’utilisation des adsorbants testés sera évalués sur des essais sur vins.

Ce projet, visant à sélectionner et tester de nouveaux adsorbants en œnologie, est le fruit 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 et développement du groupe LAFFORT, fabricant et distributeur de produits œnologiques).

L’étudiant·e 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 de molécules organiques à faible concentration en utilisant des techniques chromatographiques HPLC et SPME GC-MS.

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 : HPLC et GC-MS.

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 et GC-MS
• 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.