Luc MARCHAL

Génie des Procédés : Opérations Unitaires - Mécanique des fluides - Conduite de projet - Technologie des procédés - Calcul de réacteurs

UE au choix en PEIP : (créé en 2019) introduction au Génie des Procédés et initiation aux méthodes de base dans la discipline (transport, transferts et bilans matière/énergie)
Accueil en Physique : enseignement (créé en 2020) d’intégration de la promotion en début de cycle ingénieur visant à mêler les élèves des différentes origines (CPGE, PEIP, BUT, Licence) et à revenir sur des fondamentaux de mécanique, des équivalences d’énergie (mécanique, thermique, chimique) et des ordres de grandeur
Systémique : cours-TD (créé en 2007 pour un Master puis revu en 2021 pour la 3^e année) de base en Génie des Procédés, sur la base d’études de cas. Définition d’un système, des paramètres influant et phénomènes déterminant, analyse dimensionnelle et effet du changement d’échelle
Analyse dimensionnelle : (créé en 2021) dans le prolongement du cours de Systémique, approche d’un phénomène par analyse dimensionnelle, application du théorème de Vaschy-Buckingham et modélisation avec les nombres adimensionnels usuels
Modélisation des procédés sur colonne : (créé en 2021 à partir des premières parties des cours d’extraction, distillation et absorption en place depuis 2007) tronc commun aux enseignements de l’UE Procédés de Séparation (extraction, distillation, absorption, adsorption) pour le développement des modèles des Etages Théoriques et des Unités de Transfert et la caractérisation des colonnes à contre-courant
Extraction : (cours créé en 2009) principes de mise au point et développement de cette opération unitaire que ce soit en solide-liquide ou liquide-liquide. Utilisation des diagrammes de phase, méthodologie de choix d’un solvant, principes d’écodesign, règles d’optimisation et de dimensionnement – études de cas dans les domaines d’extraction de minerais, de composés organiques, de biomolécules. L’enseignement est complété par 4 séances de TP.
Distillation : (cours adapté en 2006 à partir d’un cours existant en licence de génie des procédés) principes de mise au point et développement de cette opération unitaire que ce soit en batch, rectification discontinue ou continue. Utilisation des diagrammes binaires, règles d’optimisation et de dimensionnement – études de cas simples pour comprendre les effets des principaux paramètres (reflux, puissances, efficacité). L’enseignement est complété par 4 séances de TP.
Ateliers Procédés : (créés en 2022) première mise en situation authentique de la formation. En trinôme, les élèves sont amenés à documenter, imaginer une solution technique, proposer et conduire une démarche expérimentale de validation de la solution pour un des thèmes suivants :
- Synthèse et purification d’acétate d’éthyle ;
- Synthèse et purification d’oléate de butyle ;
- Synthèse et purification de Paracétamol ;
- Préparation d’une poudre d’huile végétale.
Réalisés à petite échelle (réacteurs d’1 litre), les élèves sont notamment évalués sur la quantité et la qualité du produit obtenu après 60h d’atelier.
Réacteurs Hétérogènes : (cours créé en 2007) approche des procédés basés sur les couplages réaction/transfert en milieux poreux. Enseignement intégratif reposant sur les bases de génie de la réaction (réacteurs idéaux et non-idéaux), les mécanismes de transfert, les écoulements en milieux poreux, l’objectif est d’identifier les critères de choix d’un support de catalyseur et dimensionner en conditions simplifiées un réacteur en lit fixe, fluidisé ou transporté.
Fluides compressibles : (cours créé en 2004 à l’UTC et adapté en 2007) dans l’UE écoulements complexes, on examine ici ce qu’implique la compressibilité dans le cas des écoulements de gaz à grande vitesse avec l’utilisation du nombre de Mach, la notion d’écoulement bloqué et l’application au dimensionnement des soupapes de sureté ou à l’explication d’apparition d’onde de choc.
Projet Ingénieur : Les projets durent un semestre (15 semaines) et sont confiés par des partenaires industriels ou académiques. Les élèves ont en charge une étude de pré-développement : analyse de la problématique, note de cadrage, planning, gestion, état de l’art, élaboration de solution(s), proposition d’une démarche expérimentale de validation, réalisation de cette campagne, modélisation, choix de solution, évaluation et retour sur objectifs.

Génie des Procédés, Ingénierie de la séparation, Chromatographie de Partage Centrifuge, Bioraffinage des microalgues

Thèses soutenues

• Co-direction (70%, 30% Pr E Vorobiev) de Hind Allali (2004-2008) – UTC –
  Production de confitures de fruits par déshydratation osmotique couplée avec le chauffage ohmique (3 publication en revue).
• Co-encadrement (50%, 50% Pr J Fleurence) de Sébastien Jubeau (2009-2012) – Univ Nantes – Concept de bioraffinerie appliqué à la valorisation entière et durable de Porphyridium cruentum. (6 publications en revue – actuellement en CDI Ingénieur Bioraffinage chez AlgoSource Technologie)
• Co-encadrement (50%, 50% Dr A Foucault) de Sébastien Chollet (2010-2013) – Univ Nantes CIFRE - Rationalisation des critères de dimensionnement des colonnes de Chromatographie de Partage Centrifuge. (5 publications en revue – actuellement en CDI Ingénieur de recherche chez Capacités SAS)
• Co-direction (50%, 50% Pr JH Renault) d’Alexis Kotland (2012-2015) – Univ Nantes - Contribution à la modélisation et au développement de méthodes d’utilisation d’appareils liquide-liquide centrifuges à des fins d’extraction, de purification ou de synthèse. (3 publications en revue, actuellement en CDI Ingénieur d’études chez Université de Reims)
• Direction (100%) de Claire Mairot (2013-2016) – Univ Nantes et Liège, CIFRE -
  Extraction et purification de protéines issues de biotechnologies par Chromatographie de Partage Centrifuge. (pas de publication, non soutenue – démission pour cause santé – actuellement en CDD dans une société de valorisation de plantes)
• Direction (50%, 50% Pr P Jaouen) d’Emilie Angles (2012-2017) – Univ Nantes -
  Evaluation des voies d’extraction de lipides issus de biomasse microalgale à différentes échelles. (1 publication en revue, actuellement en CDI chargée d’affaires chez Biolande)
• Direction (50%, 50% Pr J Pruvost) de Rosine Zinkoné (2015-2018) – Univ Nantes
  Etude du broyage à billes appliqué aux microalgues : approche par bilan de population. (1 publication en revue, actuellement Ingénieure projet chez TotalEnergies)
• Co-direction (50%, 50% Pr J Pruvost) de Vladimir Hérédia (2015-2018) – Univ Nantes -
  Intégration de procédés pour la production solaire de biodiesel. (3 publications en revue, actuellement chargé de projet Ademe chez Nantes Université)
• Co-direction (50%, 50% Pr B Schoefs) de Guillaume Tanguy (2016-2022) – Univ Nantes -
  Extraction in situ de b-carotène de Dunaliella salina. (1 publication en revue, actuellement ingénieur projet chez Synoxis Algae)
• Direction (50%, 50% Dr N Grimi) de Rui Zhang (2016-2019) – UTC –    
  Procédés innovants d’extraction de métabolites de microalgues. (8 publications en revue, actuellement enseignant-chercheur à Wuhan Polytechnic University)
• Direction (50%, 50% Dr E Nicolau) de Anne Pajot (2019-2022) – Univ Nantes-  
  La photosynthèse et la photoprotection chez Tisochrysis tutea, de la synthèse à l'extraction de caroténoïdes et en particulier de fucoxanthine (5 publications en revue, actuellement en Post-Doc au CEA de Cadarrache)
• Co-encadrement de Frédérica Feuzing (2019-2021) – Univ Nantes -    
  Extraction et valorisation non alimentaire des polysaccharides de micro algues à l'aide de solvants ioniques (2 publications en revue, non soutenue – démission pour raison familiale)
• Direction (60%, 40% M Ritou) de Taoufik Baztaoui (2022-23) – Univ Nantes CIFRE          
  SmartCPC : développements en contrôle-commande pour la maîtrise des purifications en Chromatographie de Partage Centrifuge (démission pour CDI en industrie)

Thèses en cours

• Co-direction (30%, 30% O Gonçalves, 40% J Pruvost) de Samy Kermel (2021- ) – Univ Nantes      
  Solar production of the microalgae Botryococcus braunii and continuous extraction of its hydrocarbons
• Direction (50%, 50% J Pruvost) de Marie Esnard (2022- ) – Univ Nantes              
  Production et purification de vecteurs viraux adéno-associés recombinants (AAVr) issus de microalgues

2002-2006, Maître de Conférences, Université de Technologie de Compiègne, Dpt Génie des Procédés. Rattaché au laboratoire de Génie des Procédés Industriels, équipe du Pr Eugène Vorobiev en Technologies Agro-Industrielles

2006-2019, Maître de Conférences, Polytech Nantes, Dpt Génie des Procédés et Bioprocédés, laboratoire de Génie des Procédés, Environnement, Agroalimentaire (GEPEA – UMR CNRS 6144) – responsable de l’équipe Bioraffinage au sein de l’axe Bioprocédés Appliqués aux Microalgues (Pr Jérémy Pruvost)

2007-2018, Responsable pédagogique de la 4^ème année de formation ingénieur Génie des Procédés et Bioprocédés, Polytech Nantes

Depuis 2016, responsable scientifique de la cellule de compétences CPC Engineering de Capacités SAS (filiale de Nantes Université), 2 salariés

2018-2023, Directeur du département Génie des Procédés et Bioprocédés de Polytech Nantes

Depuis 2019, Professeur des Universités, Polytech Nantes, laboratoire GEPEA

Depuis 2023, Directeur de la Formation de Polytech Nantes

Enseignement en Génie des Procédés (mécanique des fluides, réacteurs, opérations unitaires...)

Recherche au laboratoire GEPEA (Génie des Procédés - Environnement - Agroalimentaire, UMR CNRS 6144) - laboratoire commun de l'Université de Nantes, Oniris et IMT Atlantique :

* Procédés d'extraction-purification de substances naturelles
* Développement, industrialisation de procédés de purification par Chromatographie de Partage Centrifuge
* Fractionnement de biomasse microalgale (Bioraffinage, DownStream Processing)

www.gepea.fr

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