Cristallisation, en cuve agitée et par refroidissement, de substances pharmaceutiques présentant un polymorphisme [Cristallization in a stirred and refrigerated tank of polymorphic pharmacological substances]
L'objectif général de ce projet est le développement d'une méthodologie générale de conception et d'optimisation des procédés de cristallisation, en cuve agitée et par refroidissement, de substances pharmaceutiques présentant un polymorphisme. En particulier, des méthodes d'analyse du système polymorphique (température de transition, courbes de solubilité, diagramme de phases, ...) et de suivi en ligne du procédé sont développées (suivi de la viscosité apparente, de la forme cristallographique, '). L'étude s'attache aussi à examiner l'influence des conditions opératoires de la cristallisation en cuve agitée sur l'émergence d'un polymorphe d'intérêt pharmaceutique. Des critères de montée en échelle basée sur une conservation de la cinétique de germination primaire sont développés. Cette recherche est réalisée en collaboration avec la société UCB et le LISBP (INSA Toulouse). Elle est financée par le FNRS, un PAI Tournesol, l'ARC ARCHIMEDES et UCB.

Développement d'un dispositif micro-fluidique permettant l'étude de la cinétique de germination primaire de cristaux de molécules pharmaceutiques [Development of a micro-fluidic device for the study of the primary germination kinetics of crystals obtained from pharmaceutical molecules]
L'objectif de ce projet est le développement et l'utilisation d'un dispositif micro-fluidique pour la caractérisation de la cinétique de germination primaire de cristaux de molécules pharmaceutiques. Dans un cristallisoir à cuve agitée présentant un écoulement turbulent, la germination ne prend place qu'au sein des plus petites échelles de cet écoulement, les micro-échelles de Kolmogorov. Une puce micro-fluidique permet le contrôle et la manipulation des écoulements de fluides dans des réseaux de canaux de dimensions comprises entre 1 et 1000 micromètres. Cette propriété, couplée à l'usage d'un écoulement diphasique permettant la formation de gouttes dans lesquelles l'événement de germination est induit, permet de reproduire, au moins qualitativement, les conditions au sein des micro-échelles de Kolmogorov. Une puce micro-fluidique permet également une grande variabilité et un contrôle rigoureux des paramètres opératoires (composition des gouttes, nombre de Reynolds de l'écoulement, temps de séjour des gouttes, programme de température incluant des variations temporelles et spatiales sur la puce). Cela offre ainsi la possibilité de développer de nombreuses méthodes de caractérisation de certaines propriétés importantes des substances étudiées (solubilité, largeur de la zone de métastabilité, cinétique de germination primaire homogène, recherche de polymorphe et des conditions de prévalence de chacun). Cette recherche est réalisée en collaboration avec la société UCB. Elle est financée par le FNRS, UCB et la Région Bruxelloise.

Ecoulements multi-échelles de fluides complexes et phénomènes interfaciaux (EU-FP7-MULTIFLOW) [Multiscale Complex Fluid Flows and Interfacial Phenomena (EU-FP7-MULTIFLOW)]
Le réseau Marie-Curie MULTIFLOW, financé par le 7ème Programme-Cadre de la Commission Européenne, a pour but principal la formation à la recherche de jeunes chercheurs, dans le domaine des écoulements complexes de fluides dans une grande gamme d'échelles de longueur allant du microscopique (quelques nanomètres) au macroscopique (quelques millimètres ou plus). Les fluides considérés peuvent également être complexes : solutions de polymères, de nanoparticules, colloides, cristaux liquides ... et les écoulements étudiés peuvent être influencés par de nombreux effets physico-chimiques : capillarité, changements de phase (évaporation, solidification, ...), mouillabilité, réactions chimiques, ... Le programme est articulé autour de questions fondamentales génériques, avec des applications dans de nombreux domaines technologiques : coatings, évaporateurs à film mince, refroidissement de composants électroniques, microfluidique, nanotechnologies, ... [The main objective of the Marie Curie network MULTIFLOW, funded by the 7th Framework Program of the European Commission, is to train young researchers in the field of complex flows of fluids, in a wide range of length scales from microscopic ones (some nanometers) to macroscopic ones (some millimeters or more). Considered fluids can also be complex : polymer solutions, nanofluids, colloidal solutions, liquid crystals, ... and the studied flows can also be influenced by numerous physico-chemical effects : capillarity, phase change (evaporation, solidification, ...), wetting, chemical reactions, ...The program is built around generic fundamental questions, with applications in several technological fields : coatings, thin-film evaporators, cooling of electronic components, microfluidics, nanotechnologies, ...]

Ecoulements, interfaces et microfluidique (Brains Back To Brussels - Benoit Scheid - IRSIB) [Flows, Interfaces and Microfluidics (Brains Back To Brussels - Benoit Scheid - IRSIB)]
Ce projet a pour but de répondre à des questions scientifiques et technologiques liées aux problèmes d'écoulements visqueux avec interfaces rencontrés dans les systèmes microfluidiques multiphasiques. Les objectifs-clé du projet ainsi que les défis en technologie microfluidique sont les suivants: A) Comprendre la formation spontanée de structures dans les écoulements de films minces, avec pour but l'amélioration du transfert de matière et de chaleur dans les dispositifs à petite échelle. B.i) Comprendre le processus d'évaporation et les instabilités interfaciales dans le cas des écoulements confinés, afin d'améliorer l'efficacité des micro-échangeurs de chaleur. B.ii) Comprendre les mécanismes physico-chimiques donnant lieu a des structurations de surface, spécialement lors de l'évaporation de solutions de polymères, et ce dans le but d'améliorer les procédés de revêtement de surface, ainsi que le processus de pré-concentration d'échantillons destinés a l'utilisation des ''laboratoires-sur-puce''. C) Comprendre le mouvement des lignes de contact et de l'écoulement dans leur voisinage, afin d'optimiser le design des systèmes microfluidiques, comme par exemple la prévention d'impuretés ou de bulles gazeuses. [This project aims to answer scientific and technological questions in different interfacial viscous flow configurations applying to multiphase microfluidic devices. The key research objectives and breakthroughs to be achieved along with related technological issues in microfluidics to be addressed in the project are the following: (A) Understanding spontaneous pattern formation in thin film flow configurations for the purpose of heat/mass transfer enhancement in small scale devices. (B.i) Understanding the evaporation process and interfacial instabilities in confined environment in order to improve the efficiency of micro-heat exchangers. (B.ii) Understanding the physicochemical mechanisms responsible for surface structuring, specifically in evaporating polymer solutions for improvement of coating processes and in improvement of pre-concentration samples for microfluidic lab-on-chips. (C) Understanding both contact line motion and flow around pinned contact lines for the purpose of microfluidics system design and optimization as for instance the avoidance of impurities and gas bubbles.]