Development of Ca-based catalytic systems for the selective polymerization of glycerol

Bien que de très nombreuses applications soient recensées pour valoriser le glycérol coproduit par la filière biodiesel (à raison de 100 kg de glycérol par tonne de biocarburant), les solutions potentiellement les plus lucratives basées sur des transformations chimiques avancées n’atteignent aujourd’hui que rarement le stade commercial. Ceci est principalement dû à (i) une instabilité réglementaire sur les licences de production de biodiesel menaçant ainsi la disponibilité du glycérol et (ii) un prix du glycérol pouvant par conséquent fluctuer de manière imprévisible. Faire évoluer le concept d’unité de production de biodiesel, où le glycérol est le coproduit principal, en un concept de bioraffinerie oléagineuse, où notamment des produits à haute valeur ajoutée dérivés du glycérol sont produits avec le biodiesel, permettra de s’affranchir des incertitudes règlementaires liées à la production du biodiesel tout en favorisant un développement rapide des technologies de valorisation du glycérol par évolution d’unités de production existantes. Dans ce contexte, ce projet de thèse basé sur des résultats préliminaires très prometteurs de notre équipe vise à développer un procédé catalytique de valorisation efficace du glycérol en polyglycérols linéaires (PGs). Les PGs présentent une biocompatibilité exceptionnelle récemment démontrée. Ils possèdent en outre des applications directes (pharmacie, alimentation, etc.), et de grands industriels le voient aussi de plus en plus comme une base pour l’obtention d’autres molécules, notamment les esters de PGs, diversifiant considérablement les champs d’applications finaux (émulsifiants, stabilisateurs, etc.). Le programme de recherche proposé permettra de mieux comprendre et d’optimiser en retour un système catalytique performant et robuste, dans un contexte régional particulièrement propice (Hub2 de l’I-SITE, producteurs de biodiesel, plateformes REALCAT et UPCAT, CPER-FEDER Archi-CM, etc.).Although many applications are listed to valorize glycerol as a co-produced of the biodiesel sector (at a rate of 100 kg of glycerol per ton of biofuel), the most potential solutions based on advanced chemical transformations today reach rarely the commercial stage. This is mainly due to (i) instability on biodiesel production licenses, thus threatening the availability of glycerol and (ii) a price of glycerol that can fluctuate unpredictably. In the concept of biodiesel production unit, where glycerol is the main co-product, into a concept of oilseed biorefinery, where in particular glycerol-derived products with high added value are produced with biodiesel, will make it possible to overcome uncertainties related to the production of biodiesel while promoting the rapid development of glycerol valorization technologies through the evolution of existing production units. In this context, this thesis project based on very promising preliminary results from our team aims to develop a catalytic process for the efficient valorisation of glycerol in linear polyglycerols (PGs). PGs have recently demonstrated exceptional biocompatibility. They also have direct applications (pharmacy, food, etc.), and large manufacturers also see it increasingly as a base for obtaining other molecules, including PGs esters. The proposed research program will provide a better understanding and optimization of a powerful and robust catalytic system in a particularly favorable regional context