Un nouveau projet de microfabrication

Un projet de développement d'une plate-forme évolutive dédiée à la formulation industrielle en flux continu de produits encapsulés innovants.

Le projet Interreg In Flow vient d'être lancé. D'une durée de 3 ans, il réunit les partenaires suivants : Sirris, ULiège (coordinateur), Maastricht University et DWI Leibniz Institute.
Son objectif est l'étude de nouvelles formulations et techniques de mise en oeuvre pour le conditionnement rapide et bon marché des médicaments ou de cosmétiques.

Le projet In Flow

De nos jours, de nombreuses formulations pour le bien-être ou les soins de santé sont composées d'ingrédients actifs (parfums, vitamines, médicaments, insecticides…) encapsulés dans un matériau de support pour former des particules de 50 nm à 500 μm.
Le rôle de cet enrobage est de protéger les ingrédients actifs, d'augmenter leur solubilité, de contrôler leur délivrance. Deux voies sont exploitables : une voie organique avec des polymères dégradables et une voie inorganique avec de la silice mésoporeuse.

Des matériaux efficaces sont disponibles mais il est nécessaire de développer des outils de formulation qui doivent être industrialisables.
La voie royale est d'intégrer la synthèse des monomères, la synthèse des matériaux de support et la formulation avec les ingrédients actifs dans un processus à flux continu au sein d'une plate-forme évolutive.

Un comité de pilotage composé d'industriels suit le projet et définit les démonstrateurs. A l'issue des 3 ans, 3 unités pilotes ouvertes seront développées et validées sur base de 2 produits finaux (production à l’échelle du kg).

Pourquoi travailler en flux continu plutôt qu'en batch ?

Les technologies actuelles se déroulent en batch. Mais les coûts énergétiques sont souvent élevés (transfert de chaleur, de masse, dispositifs de contrôle …), les déchets générés sont parfois largement supérieurs aux produits synthétisés et les quantités de réactifs consommées sont importantes. De plus, certaines réactions ne peuvent tout simplement pas être adaptées à l’échelle industrielle, à cause des limitations techniques imposées par les systèmes batch.
Dès lors, la méthodologie de scaling-up consistant à reprendre des réactions développées en laboratoire pour les adapter à une échelle de production n'est parfois pas efficace.

Par contre, la microfluidique, qui repose sur la manipulation et le contrôle de fluides dans des volumes réduits mais en flux continu, garantit une qualité constante des phénomènes, des temps d’interaction très courts, des volumes réactionnels faibles, un contrôle précis des conditions et des économies d’énergie et des ressources. De plus, cette approche offre la possibilité de paralléliser les réacteurs, de faire du "numbering up". Dès lors, ce qui a été validé dans un module fonctionnera dans 1000 ou 10 000 sans effets nouveaux. Le passage de l’étape R&D à une production en grande série n'est donc plus un problème.

L'apport de Sirris

Dans le projet In Flow, Sirris intervient dans la mise en place de la plate-forme technologique ouverte. Il assurera le design et la production des réacteurs et éléments fonctionnels.
Il mettra en œuvre ses ressources pour concevoir et dimensionner des systèmes, pour définir les géométries des composants, pour fabriquer les constituants avec des techniques de pointe en micro-usinage, micro-assemblage, etc.

Dans beaucoup de développements, les chimistes doivent adapter leurs réactions au matériel disponible; ici, la méthodologie est inversée : Sirris se charge d'adapter le hardware à leurs besoins.

Les applications

La première application des méthodologies qui seront développées dans ce projet est la création de nouveaux produits à fort potentiel pour les PME de l'industrie cosmétique, nutraceutique, pharmaceutique ou autre.

Toute entreprise concernée par l'encapsulation et intéressée par le projet peut prendre contact avec le consortium pour en savoir plus.

Le projet In Flow est réalisé dans le cadre du programme Interreg V Euregio Meuse-Rhin, avec 2,1 millions d'euros provenant du Fonds européen de développement régional (FEDER). En investissant des fonds de l'UE dans des projets Interreg, l'Union européenne investit directement dans le développement économique, l'innovation, le développement territorial, l'inclusion sociale et l'éducation dans l'Eurégio Meuse-Rhin.

 

(Source photo au dessus : Sirris + ULiège-CITOS)