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Sessions plénières
La date et l'heure de la séance plénière seront annoncées ultérieurement.
Michael Tam, PhD
Département de génie chimique, L’Institut de nanotechnologie de Waterloo
Michael Tam a obtenu un baccalauréat en génie chimique de même qu’un doctorat en génie chimique de l’Université Monash, en Australie, en 1982 et en 1991. Il a passé 18 mois comme chercheur postdoctoral au département de génie chimique de l’Université McMaster, au Canada, puis il a enseigné à l’Université technologique de Nanyang, à Singapour, pendant 15 ans. En juin 2007, il a commencé à enseigner à l’Université de Waterloo dans le département de génie chimique en tant que professeur titulaire et a obtenu une chaire de recherche universitaire en colloïdes fonctionnels et nanomatériaux durables. Il est également un membre actif de l’Institut de nanotechnologie de Waterloo. Ses travaux de recherche portent sur les colloïdes, les systèmes d’auto-assemblage, les interactions polymères-tensioactifs et les systèmes d’administration de médicaments. Il a publié plus de 400 articles dans diverses revues spécialisées en science et ingénierie des polymères. Il conte plus de 31 994 citations, ce qui donne à son indice h une valeur de 92. De plus, il occupe le poste de rédacteur associé pour la revue « ACS Sustainable Resource Management ».
La nanotechnologie est considérée comme la prochaine grande avancée technologique. Elle entraînera une vague d’innovations dans les domaines scientifiques et industriels. Dans ce domaine, on remarque un regain d’intérêt pour le développement de nanomatériaux issus de sources renouvelables. Cette tendance s’explique par l’impact négatif de l’utilisation des ressources traditionnelles en carbone, comme le pétrole brut. De nouvelles possibilités s’offrent à nous en ce qui concerne l’utilisation de matériaux durables et renouvelables dans différentes applications d’ingénierie de pointe. Les nanocristaux de cellulose ouvrent une nouvelle voie pour le développement de produits et de formulations dans de nombreux secteurs industriels. Le domaine de recherche consiste à développer et à exploiter différentes méthodes pour modifier la surface des nanocristaux de cellulose, comme les polymères amphiphiles, les nanoparticules inorganiques et métalliques. Cette communication mettra l’accent sur les approches permettant d’équiper ces outils avec des caractéristiques utiles à leurs futures utilisations. Je vais décrire plusieurs innovations qui ont été créées en transformant des nanomatériaux durables en plates-formes répondant à certaines des exigences et des défis du marché. Parmi les exemples d’applications, on compte le traitement des eaux usées, les systèmes antimicrobiens, les encres et les charges conductrices, l’agriculture et la collecte de l’eau.
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Milica Radisic, PhD
Université de Toronto
Réseau de santé universitaire
Milica Radisic est professeur à l’université de Toronto, titulaire d’une chaire de recherche du Canada de niveau 1 en ingénierie des organes sur puce et scientifique principale au Toronto General Research Institute. Elle est également directrice du programme de formation CREATE du CRSNG en génie des organes sur puce et en entrepreneuriat et codirectrice du Center for Research and Applications in Fluidic Technologies (centre de recherche et d’applications en technologies fluidiques). Elle est membre de la Société royale du Canada – Académie des sciences, de l’Académie canadienne d’ingénierie, de l’American Institute for Medical & Biological Engineering, de la Tissue Engineering & Regenerative Medicine Society et de la Biomedical Engineering Society. Elle a reçu le MIT Technology Review Top 35 Under 35, la médaille du jubilé de diamant de la Reine Elizabeth II, la bourse E.W.R Steacie du CRSNG, le prix Femme de distinction de la YWCA, la bourse Killam, la médaille d’argent d’Acta Biomaterialia et la bourse de recherche Humboldt, pour n’en citer que quelques-unes. Ses recherches portent sur l’ingénierie des organes sur puce et le développement de nouveaux biomatériaux qui favorisent la guérison et atténuent les cicatrices. Elle a mis au point de nouvelles méthodes pour faire mûrir les tissus cardiaques dérivés des iPSC à l’aide de la stimulation électrique. Elle est rédactrice en chef de ACS Biomaterials Science & Engineering, rédactrice en chef consultante du Journal of Molecular and Cellular Cardiology, rédactrice en chef de eLife et membre du comité de rédaction de huit autres revues. Elle a siégé au conseil d’administration de l’Ontario Society of Professional Engineers, de la Canadian Biomaterials Society et de la McMaster University Alumni Association. Elle a organisé les conférences Keystone, EMBO et ECI et de nombreuses sessions aux réunions TERMIS et BMES. Elle a été agent scientifique pour les Instituts de recherche en santé du Canada et membre de comités d’examen pour les IRSC, les NIH et le ministère israélien de l’éducation. Elle est présidente du comité d’investissement du Fonds d’innovation de Serbie. Elle est cofondatrice de deux entreprises : TARA Biosystems (rachetée par Valo Health), qui utilise des tissus cardiaques issus de l’ingénierie humaine pour le développement de médicaments et les tests de sécurité, et Quthero, qui développe des hydrogels régénératifs. Ses travaux ont été présentés dans plus de 260 publications, recueillant plus de 24 000 citations avec un h-index de 77. Ses publications sont parues dans Cell, Nature Materials, Nature Methods, Nature Protocols, Nature Communications, PNAS, etc.
De la structure à la fonction : Cellules immunitaires et biomimétisme dans les organes vascularisés sur puce.
Le développement de tissus cardiaques vascularisés stables et fonctionnels reste un défi majeur. Dans cette présentation, je me concentrerai sur la façon dont les technologies d’organes sur puce peuvent reproduire les fonctions des organes, en mettant particulièrement l’accent sur les innovations du laboratoire Radisic, notamment les plateformes Biowire heart-on-a-chip, Angiochip et inVADE pour la vascularisation des tissus cardiaques et hépatiques, ainsi que les substrats imitant la fractalité du glomérule pour les applications de rein sur puce. Je parlerai également de l’intégration de l’impression 3D et de la biofabrication pour améliorer le rendement de production des dispositifs d’organes sur puce et pour créer de nouvelles méthodes de culture cellulaire sur des substrats souples, perméables et mécaniquement stables. Je soulignerai l’utilisation de la co-culture, en particulier la combinaison de quatre types de cellules humaines – cellules endothéliales, cellules stromales, cardiomyocytes dérivés de cellules souches pluripotentes et macrophages primitifs (MΦs) – pour créer des réseaux de vaisseaux microvasculaires stables dans le tissu cardiaque. En utilisant des tissus à base de fibrine, nous avons évalué la fonction cardiaque et vasculaire dans les microtissus avec deux plateformes d’organes sur puce, les plaques Biowire et iFlow. Nos résultats mettent en évidence le rôle critique des MΦ primitifs dans l’amélioration de la fonctionnalité des tissus cardiaques vascularisés par le biais d’interactions cellulaires directes et de la sécrétion de métalloprotéinases matricielles, ainsi que de facteurs pro-angiogéniques et de soutien cardiaque. Cette approche a conduit à la formation de tissus perfusables présentant une meilleure viabilité cellulaire, une contractilité accrue et une microvasculature fonctionnelle au sein du tissu cardiaque.
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Angelos Lappas, PhD
L’Institut des procédés chimiques et des ressources énergétiques (IPCRE)
Angelos Lappas est directeur de recherche au Chemical Process and Energy Resources Institute (CPERI) du Centre for Research and Technology Hellas (CERTH). Le CPERI/CERTH est un organisme de recherche à but non lucratif situé à Thessalonique, en Grèce. Il est titulaire d’un doctorat en génie chimique de l’université Aristote de Thessalonique.
Il est le directeur scientifique du Laboratoire des carburants, biocarburants et hydrocarbures environnementaux (LEFH) du CPERI/CERTH. Le laboratoire compte 60 personnes (11 chercheurs, 7 étudiants en doctorat) et est le plus grand laboratoire du CPERI. Le LEFH dispose d’importantes installations pilotes et de bancs d’essai qui sont reconnues comme uniques à l’échelle internationale.
Il a participé, en tant que chercheur principal, à plus de 60 projets de recherche européens et nationaux et a publié 160 articles dans des revues scientifiques ISI, plus de 250 articles dans divers symposiums et conférences, 9500 citations et un indice SCOPUS h de 47.
Lappas a collaboré avec plus de 150 sociétés de raffinage du pétrole, de pétrochimie, de bioraffinage et d’ingénierie dans le monde entier, dont des entreprises majeures telles que BP, EXXONMOBIL, CHEVRON, TOTAL, REPSOL, UOP, KBR, SAUDI ARAMCO, SABIC, BASF, VALMET, NESTE, etc. Le financement industriel du laboratoire s’élève à plus de 2 millions d’euros par an, tandis que le financement des projets européens/nationaux s’élève à environ 1 million d’euros par an.
Ses domaines de recherche sont : l’ingénierie des réactions catalytiques dans les processus de raffinage, les processus de conversion thermochimique de la biomasse, les processus de production de nouveaux carburants, les biocarburants, les e-carburants et les c
Naviguer dans les innovations et les défis de la catalyse et de l’ingénierie des voies technologiques menant aux carburants renouvelables.
Le déploiement rapide de carburants à faible teneur en carbone au cours des prochaines décennies sera crucial pour accélérer la décarbonisation du secteur des transports, qui est la principale cause des émissions de carbone dangereuses. D’importantes possibilités d’électrification s’offrent au secteur des transports routiers ; les secteurs de l’aviation et de la marine continueront toutefois à s’appuyer sur des solutions à base de carburant pour leur décarbonisation. Les carburants obtenus à partir d’hydrogène électrolytique (e-carburants) pourraient être une voie viable avec une mise à l’échelle rapide en raison de l’expansion massive attendue de l’électricité renouvelable moins chère et de la réduction des coûts des électrolyseurs. Les e-carburants à faibles émissions peuvent contribuer à la diversification des options de décarbonisation pour l’aviation et le transport maritime et coexister de manière synergique avec la production de biocarburants, notamment par l’utilisation du CO2 biogénique.
Dans cet exposé, nous présenterons les innovations et les défis en matière de catalyse et d’ingénierie pour certaines voies technologiques clés qui mènent aux carburants renouvelables, sur la base des recherches menées par l’Institut des processus chimiques et des ressources énergétiques (CPERI). Plus précisément, les voies suivantes seront abordées :
Pyrolyse catalytique de la biomasse et des déchets pour la production d’huiles de pyrolyse catalytique
Une technologie innovante pour la production d’huiles de pyrolyse basée sur la pyrolyse catalytique flash utilisant diverses matières premières solides (par exemple la biomasse, les déchets plastiques, les pneus) et des catalyseurs sera discutée. Cette technologie est basée sur un réacteur à lit fluidisé circulant (CFB) avec régénération continue du catalyseur. Deux approches techniques seront examinées : i) la pyrolyse catalytique rapide in situ et ii) la valorisation catalytique ex situ des vapeurs de pyrolyse. Les innovations et les défis liés au réacteur et aux technologies catalytiques seront présentés, ainsi que l’effet de divers paramètres d’exploitation sur la qualité et les rendements des huiles de pyrolyse produites.
Valorisation des huiles de pyrolyse lourdes grâce à des technologies avancées de boues avec des catalyseurs dispersés
Jusqu’à présent, les bio-huiles produites à partir des différents processus thermochimiques sont très lourdes et doivent être valorisées pour produire des carburants marins et (surtout) des carburants pour l’aviation (SAF). Au CPERI, nous avons démontré la valorisation des huiles de liquéfaction hydrothermale dérivées des boues d’épuration à l’aide d’une nouvelle technologie de boues d’hydrotraitement catalytique en continu avec des catalyseurs dispersés. La comparaison de la boue avec un réacteur à lit fixe montre que l’hydrocraquage de la boue est systématiquement plus efficace en termes d’élimination des hétéroatomes et de performance de craquage par rapport à l’opération en lit fixe.Cela s’explique par le temps de séjour plus élevé et les limitations de transfert de masse plus faibles dans le réacteur à boue, qui favorisent les réactions d’hydrogénation et de craquage.
Méthodes intensifiées de sorption pour l’hydrogénation du CO2 en méthanol
Parmi les technologies de valorisation du CO2, l’hydrogénation catalytique du CO2 en méthanol (e-carburant) est une voie prometteuse qui se heurte toutefois à des difficultés dues à la stabilité thermodynamique et à l’inertie de la molécule de CO2 entièrement oxydée, qui limitent sa conversion à de faibles niveaux. Nous avons démontré expérimentalement que la séparation de l’eau combinée à la conversion catalytique en une seule étape (hydrogénation du CO2 améliorée par sorption) peut atténuer les limitations thermodynamiques et augmenter de manière significative la conversion. L’introduction d’une zéolite 13X en tant que sorbant efficace de l’eau avec le catalyseur commercial Cu/ZnO/Al2O3 dans le réacteur conduit à une augmentation importante de la conversion du CO2 et du rendement en CH3OH.Un autre défi dans les processus de production de carburant électronique est l’effet des impuretés présentes dans les gaz de combustion utilisés comme source de CO2. Nous expliquerons comment l’utilisation des effluents gazeux de l’aciérie comme source de CO2 pour la production de méthanol peut entraîner la désactivation du catalyseur en raison des impuretés S, N, Na, Ca et Fe qui réduisent l’activité d’un catalyseur CuO/ZnO/Al2O3 commercial en bloquant une partie des sites actifs du Cu.