Evènement
Soutenance de Anne-Lise De Abreu (NEO)
ISM - Groupe nano-structures organiques (NEO)
LCPO - Team 1 - Catalyse et ingénierie de la polymérisation
Sous la supervision du Dr. Dario Bassani (ISM) et du Pr. Daniel Taton (LCPO)
Lundi 9 février 2026, à 13h30
ISM - Salle de conférence, 3éme étage Est
Titre : Conversion photocatalytique du polystyrène en solution homogène et dispersion aqueuse.
Résumé :
Le recyclage chimique des déchets plastiques demeure aujourd’hui très limité : moins de 1 % des plastiques éliminés font l’objet d’une valorisation chimique. Le polystyrène (PS), produit à grande échelle (~20 millions de tonnes par an), est particulièrement récalcitrant aux méthodes de recyclage chimique conventionnelles. Dans ce contexte, des stratégies pour transformer le PS par des voies photocatalytiques ont récemment émergé comme des voies prometteuses pour le surcyclage du PS en composés à valeur ajoutée. Ce travail porte d’abord sur le photocatalyseur 9-mésityl-10-méthylacridinium perchlorate (MA), reconnu pour ses propriétés photooxydantes. Le MA a permis la dégradation photocatalytique efficace de différents grades de PS, incluant des déchets post-consommation, sous irradiation visible ou solaire. Un rendement global atteignant 40 % a été obtenu pour la formation d’acide benzoïque, d’acide formique et de faibles quantités d’acétophénone. Des analyses spectroscopiques et spectrométriques (IR, MALDI-TOF) ont confirmé la formation d’oligomères terminés par des groupements carbonyles. Ces résultats sont cohérents avec un mécanisme impliquant un transfert d’atome d’hydrogène (HAT) en position benzylique, induit par des espèces réactives de l’oxygène (ROS) générées par la réaction photochimique entre le MA* et le dioxygène. Cette étape est suivie de l’addition de O₂ sur le radical benzylique, conduisant à la formation de radicaux peroxydes, puis à des fragmentations de la chaîne polymère par coupures en position-β, responsables de la formation des produits d’oxydation observés. Dans une perspective de développement de procédés plus durables, la photodégradation du PS en dispersions aqueuses a également été étudiée, en utilisant cette fois la 9,10-anthraquinone comme photocatalyseur. Des latex de PS obtenus par polymérisation radicalaire en émulsion ab initio ou bien préparés par post-dispersion ont été employés comme modèles colloïdaux à base de PS. La comparaison avec la dégradation en solution homogène a révélé des divergences mécanistiques significatives entre les deux types de milieux réactionnels. Des études en fonction de la masse molaire du PS, combinées à des analyses par résonance paramagnétique électronique (RPE), ont rendu compte de l’existence de voies radicalaires distinctes en dispersions aqueuses, par rapport aux solutions homogènes. Dans leur ensemble, ces résultats apportent de nouveaux éléments de compréhension quant aux mécanismes de transformation photochimique du PS, et soulignent le potentiel de la photocatalyse comme stratégie prometteuse et durable pour la reconversion des plastiques de commodité.
Mots-clés : Chimie des polymères, photocatalyse, upcycling
Jury :
Mme TER HALLE Alexandra, Directrice de Recherche, CNRS, Toulouse (Examinatrice)
M. FENSTERBANK Louis, Professeur des Universités, Collège de France, Paris (Rapporteur)
M. GIGMES Didier, Directeur de Recherche, CNRS, Marseille (Rapporteur)
M. TATON Daniel, Professeur des Universités, Université de Bordeaux (Directeur de thèse)
M. BASSANI Dario, Directeur de Recherche, CNRS, Bordeaux (Co-directeur de thèse)