page d'accueil   sommaire  

Frédéric DEBASTE


coordonnées


Ecole polytechnique de Bruxelles
Frédéric DEBASTE
tel 02 650 67 56, fax 02 650 29 10, Frederic.Debaste@ulb.ac.be
Campus du Solbosch
CP165/67, avenue F.D. Roosevelt 50, 1050 Bruxelles



unités de recherche


Centre Interdisciplinaire de Phénomènes Non-linéaires et de Systèmes Complexes [Center for Nonlinear Phenomena and Complex Systems] (Cenoli)
TIPs - Génie chimique [TIPs - Chemical Engineering]
TIPs - Physique des fluides [TIPs - Fluid Physics] (TIPs - FLUIDs)



projets


The potential of white rot fungal OXidative Enzyme systems for Removal of Organic Micropollutants in urban and industrial wastewaters (OXEROM) [The potential of white rot fungal OXidative Enzyme systems for Removal of Organic Micropollutants in urban and industrial wastewaters (OXEROM)]
L'objectif de ce projet de recherche financé par la Région de Bruxelles-Capitale et mené en collaboration avec l'Unité de Physiologie et Ecologie Microbienne (ULB) et l'Unité de Génie Biologique (UCL) est le développement d'un système innovant pour l'abattement de la concentration en différents micropolluants (nonylphenol, bisphenol A et triclosan) dans des eaux usées industrielles. Les dispositifs qui seront développés et évalués à l'échelle pilote se baseront sur l'utilisation d'une enzyme, la laccase, pouvant être produite à partir de la pourriture blanche du bois. Le projet porte sur le développement de réacteurs de production des laccases ainsi que sur les réacteurs de dégradation des micro-polluants.

Développement de catalyseurs hybrides pour des procédés pharmaceutiques hétérogènes continus (HYPHARCO). [Development of hybrid catalysts for continuous heterogenous pharmaceutical processes]
Dans son ensemble, ce projet vise au développement de réacteurs à lit fixe pour l'industrie pharmaceutique se basant sur une utilisation de catalyseurs hybrides métaux-enzymes. L'Unité de Génie Chimique a en charge le dimensionnement des réacteurs sur base de modèles dont l'hydrodynamique est validée sur une maquette froide. Cette étude est réalisée en partenariat avec l'Unité de Catalyse et Chimie des Matériaux Divisés et l'Unité de Microbiologie de l'UCL et est parrainée par les sociétés Wetlands Engineering et UCB. Ce projet est financé par la Région Wallonne (WINNOMAT).

Développement de solutions de conservation des aliments par séchage adaptées aux pays d'Afrique sub-saharienne [The development of solutions for the preservation of nutrients by dessication adapted to the sub-saharian countries of Africa.]
L'objectif de ce projet est le développement de séchoirs solaires à destination des pays d'Afrique sub-saharienne. Des séchoirs robustes, simples dans leur construction, modulables et tirant un maximum parti de l'énergie solaire sont conçus. Une attention particulière est donnée au développement de méthodes rationnelles de dimensionnement, basée sur l'expression de vitesse de séchage, et au développement de méthodes permettant de relier la qualité du produit aux conditions de séchage. Plusieurs séchoirs développés à l'ULB sont aujourd'hui utilisé en Afrique (Mali, Burkina-Faso, Congo). Des missions d'expertise visant à optimiser le fonctionnement de séchoirs existants sont également réalisées dans le cadre de ces travaux. Ces recherches sont réalisées en collaboration avec l'Université de Ouagadougou, l'Association des Organisations Paysannes Professionnelles Maliennes, le Centre d'Études de la Coopération Internationale et du Développement (ULB), l'Institut Royal Néerlandais des Tropiques (KIT), le Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (CIRAD) et l'ONG UniverSud. Ce projet est financé par la Faculté des Sciences Appliquées de l'ULB, le FNRS, la CUD, UniverSud, KIT et l'ASBL Quartiers Jeunes.

Valorisation de la biodiversité des produits tropicaux par extraction de substances naturelles en utilisant les technologies de filtration membranaire et d'enzymologie [Valorisation of the biodiversity of tropical products by extraction of natural substances, using membrane filtration and enzymatic technologies]
Les technologies membranaires, enzymatiques et de fermentation ne sont pratiquement pas appliquées à la valorisation des fruits et légumes tropicaux. L'objectif de ce projet est triple. Il s'agit tout d'abord de caractériser les polysaccharides pariétaux de fruits tropicaux choisis et d'optimiser le spectre des préparations enzymatiques en fonction de l'effet technologique escompté. Dans un second temps, le dimensionnement et l'optimisation, à l'échelle pilote, d'un procédé de micro/ultra filtration tangentielle pour la production d'extraits aromatiques ou de colorants à partir des fruits choisis est étudié. Finalement, le développement d'installations semi-industrielles d'ultra filtration visant la production de jus ou extraits végétaux thermosensibles, tout en conservant leur potentiel organoleptique et nutritionnel origine, est envisagé. Ce projet est réalisé en collaboration avec l'Université Nong Lam de Ho Chin Minh ville (Vietnam). Il est financé par le Bureau des Relations Internationales de l'ULB et Wallonie-Bruxelles International. [Membranes, enzymological and fermentation technology are nearly unexploited to treat tropical fruits. In this project three goals are pursued. First, wall polysaccharides of the test fruit (gac fruit), have to be characterized.So the choice of enzymes will be optimized depending on the technological goal. Secondly, pilot plant tangential ultra filtration for aromatic extract or colorants production will be optimized for Gac fruit. Thirdly, semi-industrial installation for juice and extract from thermosensitive fruits while conserving their organoleptic and nutritionnal properties will be considered. This project is realized in collaboration with Nong Lam University from Ho Chin Minh ville. Financing comes from the Bureau des Relations Internationales at the l'ULB and Wallonie-Bruxelles International. (2009 - 2012)]

Études approfondies sur la valorisation de composés bioactifs de plantes andines et amazoniennes pour un développement régional durable [In - depth study on the valorization of bioactive components from Andean and Amazonian plants for a regional sustainable development]
Ce projet PIC de la CUD, coordonné par l'Unité de Biochimie de la Nutrition de l'UCL (Yvan Larondelle) et en partenariat avec l'Universidad Nacional Agraria La Molina (Pérou) et l'Universidade Federal do Pará (Brésil), cherche à démontrer que la valorisation de composés bioactifs des produits andins et amazoniens présente un énorme potentiel sur les marchés locaux et internationaux, que ce soit sous la forme d'ingrédients alimentaires ou d'extraits purifiés. Le projet vise également à établir les bases pour la création de filières de production solides et organisées (comprenant les agriculteurs, les entrepreneurs qui isolent, concentrent et éventuellement transforment ces composés, les acheteurs) pour garantir une production continue et de qualité constante. En particulier, le laboratoire TIPs est impliqué dans : (1) le développement d'une méthode permettant l'élimination des graisses du jus d'Açai (fruit amazonien), (2) le développement d'une méthode de séchage des feuilles d'Inga Edulis, (3) le développement d'une méthode d'encapsulation des polyphénols d'une solution aqueuse ou alcoolique (issue par exemple de l'extraction des polyphénols des feuilles d'Inga edulis), par séchage par atomisation après adjonction d'un agent encapsulant, (4) le développement d'une méthode de caractérisation et d'extraction sélective, par filtration membranaire couplée à l'utilisation d'enzymes, des polyphénols de plantes amazoniennes, et (5) le développement d'une méthode d'extraction sélective des polyphénols des fèves de cacao fermentées, afin de produire des chocolats fonctionnels, de qualité standardisée. Ce projet est financé par la CUD, le FNRS et la Faculté des Sciences Appliquées de l'ULB.

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.

Etude de la cristallisation de la margarine en tube de repos [A study of the cristallisation of margarine during production in resting tubes]
L'objectif de ce projet est la caractérisation des transferts de chaleur et de quantité de mouvement lors de la cristallisation de la margarine en tube de repos. Dans le cadre d'une thèse de doctora, une expression mathématique de la cinétique de cristallisation de la margarine et un modèle rhéologique de la margarine seront développés et validés expérimentalement. Ils seront ensuite intégrés à un modèle de l'écoulement de la margarine et des transferts de chaleur au sein d'un tube de repos. La résolution, à l'aide d'un logiciel de mécanique des fluides numérique, des équations de ce modèle permettra de prédire, en fonction des conditions opératoires, les propriétés (cristallinité, température, temps de séjour) de la margarine en sortie du tube de repos. Ce projet est réalisé en collaboration avec la société Puratos. Il est financé par le FNRS.

Etude de procédés de production de produits à base de chocolat [Chocolate tempering]
L'objectif de ce projet est l'amélioration et l'optimisation de procédés de productions de chocolats et de produits dérivés (ganaches,...) . Dans le cadre d'une thèse de doctorat , une expression mathématique de la cinétique de cristallisation du chocolat est développée et validée expérimentalement par calorimétrie différentielle à balayage. Elle est ensuite intégrée à un modèle de l'écoulement du chocolat et des transferts de chaleur. Ce modèle est particularisé pour plusieurs procédés. Des améliorations de ces procédés peuvent alors être réalisé Ce projet est réalisé en collaboration avec les sociétés Puratos et Godiva. Il est financé par le FNRS et par la société Puratos.

Contribution à la modélisation multi-échelles du séchage thermique de denrées alimentaires en lit à jet en vue de son optimisation [Contribution to the multiscale modelling for the optimization of the thermal dessication of foodstuff, in a jet bed]
A l'échelle du pore, l'objectif général est le développement d'un modèle mathématique de l'évaporation d'un liquide contenu dans un capillaire vertical rectiligne de section quelconque et dont les parois sont thermostatisées. Ce modèle prendra en compte la présence de films minces et épais. A l'échelle du grain, l'objectif est double. Dans un premier temps, il s'agira de caractériser, à l'aide d'un stéréomicroscope, le rétrécissement se produisant lors du séchage d'une série de produits alimentaires. Dans un second temps, un modèle continu de la vitesse de séchage de grains de formes cylindrique ou sphérique, prenant en compte leur éventuel rétrécissement et la présence de films, sera développé. A l'échelle du séchoir, l'objectif est le développement d'un modèle du séchage en lit à jet suivant une division en réacteurs idéaux couplée à une approche par bilans de population, et le développement de stratégies d'optimisation du séchoir à l'aide de ce modèle. Cette étude est financée par le FRIA et est réalisée en collaboration avec le Département de Génie Chimique de l'Ecole Polytechnique de Montréal.

Etude de la rhéologie des fluides alimentaires [Study of the rheology of food fluids]
Ce projet porte sur la caractérisation, la compréhension et la modélisation, mathématique et numérique, du comportement des fluides alimentaires lorsqu'ils sont mis en mouvement. Ce projet se base sur l'étude expérimentales de plusieurs fluides test (chocolat fondu, margarine, pâte,...) et sur l'analyse de leur comportement pour des écoulements simple, en vue d'étudier leur évolution dans des procédés d'intérêt industriel. Différents modèles, pour prendre en compte la présence d'émulsion et/ou d'une cristallisation en cours d'écoulement sont intégrés. Ce projet est réalisé en collaboration avec Puratos et le labo Food and Bioprocess Engineering de l'université de Wageningen. Il est financé par le FNRS et Puratos.

Convection et échange de matière aux interfaces (ESA MAP-CIMEX) [Convection and Interfacial Mass Exchange (ESA MAP-CIMEX)]
Ce programme de recherche MAP (Microgravity Application Promotion) financé par l'Agence Spatiale Européenne et la Politique Scientifique Fédérale étudie les phénomènes de changement de phase et de transfert de matière à travers les interfaces liquide-gaz et liquide-liquide, ainsi que leur couplage avec les mouvements des fluides générés par la gravité et/ou la tension superficielle. Bien que l'essentiel de la recherche concerne l'évaporation, avec des applications en technologies de transfert de chaleur (refroidissement de composants électroniques) d'autres transferts sont également étudiés tels que l'absorption de gaz ou l'extraction de solvant, pour lesquels de nombreuses applications existent en Génie Chimique. En plus des études théoriques et numériques, des expériences sont réalisées non seulement en laboratoire, mais aussi en conditions de pesanteur réduite (vols paraboliques, fusée-sonde, satellites, station spatiale internationale). [This MAP (Microgravity Application Promotion) research program, funded by the European Space Agency and the Belgian Science Policy, studies phase change phenomena and mass transfer through liquid-gas and liquid-liquid interfaces, as well as their coupling with fluid motions induced by gravity and/or surface tension. While most of the research is on evaporation, with applications in heat transfer technologies (cooling of electronic components), other transfer phenomena are also studied such as gas absorption or solvant extraction, for which numerous applications exist in the field of chemical engineering. In addition to theoretical and numerical studies, experiments are realized, both in the laboratory and in reduced-gravity conditions (parabolic flights, sounding rockets, satellites, international space station). ]

Action de Recherches Concertées ARCHIMEDES (Advanced Research Center on Hydrodynamic Instabilities and Mass Exchange During Evaporation and Solidification, CFWB-ARC 04/09-308) [Collective Research Initiatives ARCHIMEDES (Advanced Research Center on Hydrodynamic Instabilities and Mass Exchange During Evaporation and Solidification, CFWB-ARC 04/09-308)]
Cette Action de Recherche Concertée 2004-09, financée par la Communauté Française de Belgique, a pour but de développer les synergies et les compétences nécessaires à la mise sur pied d'un centre d'excellence multi-disciplinaire, pour la modélisation théorique et expérimentale de l'évaporation, de la solidification, des réactions chimiques interfaciales, et des instabilités hydrodynamiques associées. Les cinq axes de recherche abordés sont : i) la turbulence interfaciale et l'échange de matière entre phases; ii) l'évaporation de films minces en écoulement et les effets microscopiques; iii) l'évaporation et les écoulements poly-phasiques en milieu poreux; iv) la solidification et le polymorphisme cristallin; v) les instabilités de digitation des interfaces. Un dernier axe de recherche est aussi consacré à la mise au point et à l'implémentation, sur les expériences prévues, de techniques optiques de pointe basées notamment sur l'holographie digitale. [This Concerted Research Action 2004-09, funded by CFWB (Communauté Française de Belgique), aims to develop synergies and competencies necessary to set-up a multi-disciplinary excellence center, devoted to the theoretical and experimental modeling of evaporation, solidification, interfacial chemical reactions, and associated hydrodynamic instabilities. The five considered research axes are : i) interfacial turbulence and mass transfer between phases; ii) evaporation of flowing thin films and microscopic effects; iii) evaporation and multiphase fluid flows in porous media; iv) solidification and cristallographic polymorphism; v) fingering instabilities of interfaces. A last research axis is also dedicated to the set-up and implementation on the foreseen experiments, of modern optical techniques, e.g. based on digital holography.]

Dynamique des films liquides minces et des interactions goutte-paroi (ESA-DOLFIN) [Dynamics of thin liquid films and drop-wall interactions (ESA-DOLFIN)]
Ce programme de recherche fondamental de l'Agence Spatiale Européenne associe plusieurs équipes européennes en vue d'étudier les phénomènes de base influençant le comportement de liquides en interaction avec des surfaces solides. Les situations physiques considérées incluent la dynamique de goutellettes projetées sur des cibles solides, la stabilité et la rupture de films minces et ultra-minces sur des substrats solides, et l'influence de changements de phase et/ou de nano-particules sur la dynamique des films minces. Outre la recherche théorique et numérique, des expériences seront réalisées au sol et éventuellement en microgravité, notamment en ce qui concerne le refroidissement par pulvérisation (spray cooling), et la stabilité de films minces sur des surfaces structurées. [This fundamental research programme of the European Space Agency associates several european teams in order to study basic phenomena influencing the behaviour of liquids interacting with solid surfaces. Considered physical situations include the dynamics of droplets projected on solid targets, the stability and rupture of thin and ultra-thin liquid films on solid substrates, and the influence of phase change and/or nano-particles on the dynamics of liquid films. In addition to theoretical and numerical research, experiments are realized on ground and possibly in microgravity, e.g. on spray cooling, and on the stability of thin films on structured surfaces.]

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, ...]



disciplines et mots clés déclarés


Analyse - gestion des transports Biotechnologie Catalyses hétérogène et homogène Chimie des surfaces et des interfaces Coopération internationale non gouvernementale Environnement et pollution Génie chimique Mécanique des fluides Physico-chimie générale Physique de l'état condense [struct., propr. thermiques, etc.] Physique des phénomènes non linéaires Sociologie urbaine Technologie alimentaire Technologie de la conservation Technologie pharmaceutique Thermodynamique statistique Traitement des eaux résiduaires Transfert de chaleur

absorption auto-organisation bilan de population bilan de population capillarité catalyse hétérogène couplage chimie-hydrodynamique cristallisation cristallisation cristallisation cuve agitée echangeurs de chaleur energie solaire enzymologie enzymologie evaporation evaporation films minces filtration fluides alimentaires fluides complexes fruit exotique gouttes huiles essentielles instabilités hydrodynamiques interfaces ligne de contact lit à jet mécanique des fluides numérique mécanique des fluides numérique mélange microencapsulation microfluidique micropolluants milieu poreux milieux poreux mouillage nanoparticules polymères pulvérisation réaction-diffusion refroidissement rhéologie séchage séchage solidification structured surfaces thermocapillarité transfert de chaleur transfert de matière transfert de matière transfert de matière gaz-liquide turbulence interfaciale ultrafiltration vélocimétrie laser par images de particules