Procédé continu et intensifié de cristallisation membranaire : Contrôle de la qualité d’un principe actif pharmaceutique

Co‐directeurs de thèse : 

La cristallisation est l’une des opérations majeures des procédés industriels pour produire, purifier ou séparer les composés solides ou les produits. Quel que soit le procédé, un contrôle fin des processus de transfert de matière et/ou de chaleur, i.e. de la sursaturation, est primordial pour atteindre les objectifs visés de qualité physique du produit.

Le projet MEMCRYST (financement ANR) qui sera le support du contrat doctoral vise à étudier un concept révolutionnaire de cristallisation continue par membranes. Il s’agit d’une technologie innovante envisageable du fait des performances accrues des membranes qui pourrait donner un avantage concurrentiel à l’industrie française. Le consortium du projet est coordonné par Élodie Chabanon du LAGEPP à Villeurbanne (Laboratoire d'Automatique, de Génie des Procédés et de Génie Pharmaceutique) et s’appuie sur deux unités de recherches publiques et un partenaire industriel. Le LAGEPP développera les aspects cristallisation par procédés membranaires. Le M2P2 (Mécanique, Modélisation et Procédés Propres – Aix Marseille Université) développera les aspects hydrodynamiques, simulation numérique, intensification de procédés membranaires. Afin d’anticiper et de mettre à l’épreuve le changement d’échelle, un industriel pharmaceutique français est également partenaire du projet.

Le projet se focalise sur deux modes de fonctionnement étudiés jusqu’à l’échelle industrielle : l’ajout d’un antisolvant dans un mélange soluté/solvant à travers une membrane poreuse grâce à un gradient de pression qui permet de réduire la solubilité et d’induire la cristallisation ; l’antisolvant inverse, basé sur l’extraction du solvant par pervaporation, conduit à des solubilités encore plus faibles, limitant ainsi les transitions polymorphiques. Le transfert de matière à travers la membrane permettrait un contrôle fin de la sursaturation et par conséquent une parfaite maîtrise de la qualité physique des cristaux obtenus.

Dans le cadre de ce projet financé par l’ANR, le∙a doctorant∙e sera basé∙e au LAGEPP à Villeurbanne sous la direction de Dr. Elodie Chabanon (enseignante‐chercheure du LAGEPP) et les co‐encadrements de Dr. Catherine Charcosset (directrice de recherche CNRS du LAGEPP) et Dr. Mathias Monnot (enseignant‐chercheur du M2P2). Il∙elle sera aussi entouré∙e par d’autres membres du projet, experts académiques et industriels dans les domaines de la cristallisation et des procédés membranaires.

D’un point de vue des manipulations, le∙a doctorant∙e sera amené∙e à mettre au point des dispositifs expérimentaux pour étudier les procédés de cristallisation membranaire par ajout d’antisolvant et par antisolvant inverse. Ainsi, dans le cas de l’ajout d’antisolvant, il∙elle pourra mettre en évidence l’influence de différents matériaux microporeux, de l’hydrodynamique et des paramètres opératoires sur la qualité physique du produit (molécule modèle). Des rétrolavages spécifiques pourront aussi être étudiés pour diminuer les impacts du colmatage des membranes. Dans le cas de l’antisolvant inverse, l’influence des différents matériaux denses (type pervaporation), de différentes géométries membranaires, de l’hydrodynamique (régime turbulent) et des paramètres opératoires sur la qualité physique du produit sera étudiée.

Financement : projet ANR PRCE

Contrat : Contrat Doctoral de 36 mois (salaire net : environ 1 500 €/mois)

Ecole Doctorale Chimie de Lyon

Date de prise de poste envisagée : janvier 2022

Lieu de travail : LAGEPP, équipe Procédés des milieux dispersés, à Villeurbanne et déplacements professionnels à prévoir (notamment au laboratoire M2P2 ‐ Aix Marseille Université et à Sisteron).