Séminaires LGE

Minghua Zhou obtained his doctorate from Zhejiang University (China) in 2003. He was at College of Resource and Environment, Zhejiang University as assistant and associate professor from 2003 to 2006. After his postdoctoral stay at the University of Sydney, he joined in Nankai University as full Professor in 2008. He has undertaken Marie Curie More Experienced Research Fellow at University of Kuopio, Finland and invited professor at Université Paris-Est in France.

He is currently Distinguished Professor and Associate Dean of College of Environmental Science and Engineering at Nankai University, director of Tianjin Advanced Water Treatment Technology International Joint Research Center and vice director of Tianjin Key Laboratory of Environmental Technology for Complex Trans-Media Pollution. His current research interest includes water pollution control technology, environmental catalysis, advanced oxidation processes (AOPs), and particularly Electrochemical Process Engineering and Technology including electrochemical engineering (electrochemical materials fabrication, hybrid process and reactor design), environmental remediation (anodic oxidation, electro-Fenton, photoelectrocatalysis, electro-peroxone), electrosynthesis of chemicals (H2O2, NH3), and bioelectrochemistry (microbial fuel cell). He has published more than 300 peer-review SCI indexed papers with more than 27,000 citations and h-index of 90, 30 authorized patents, 4 books and 8 book chapters. He received 1 first-class research award and 5 second-class research awards of provincial and ministerial level in China and 2 international awards.

He is Fellow of Royal Society of Chemistry, and has been awarded as “Ten thousand plan”- Leading Talents in Science and Technology Innovation, “Most Cited Chinese Researchers” (Environmental Science) by Elsevier since 2014, and World's Top 2% Scientists (Stanford). He is vice-chair of Division 5: Electrochemical Process Engineering and Technology, International Society of Electrochemistry, editor of Electrochim Acta, and guest editor or member of Editorial Board of several scientific journals, such as Sustainable Science and Technology, Chemosphere, Separation Purification Technology, Chinese Chemical Letters, Catalyst and Journal of Chemistry.

Les conditions de température et d’humidité à l’intérieur et à l’extérieur des églises sont très propices au développement d’une intense vie microbienne. Si les verres représentent un substrat nutritif utile aux métabolismes cellulaires, le champ d’intervention des microorganismes dans leurs processus d’altération est encore peu connu. Identifier les mécanismes de bioaltération des vitraux et les cinétiques inhérentes à leur vieillissement est essentiel pour assurer une meilleure conservation et une éventuelle restauration de ces derniers. La tache est ardue, compte tenu de l’hétérogénéité des compositions, de la difficulté à cibler les microorganismes actifs, ainsi que de la variabilité des conditions d’altération.

Depuis une dizaine d’années, le Laboratoire Géomatériaux et Environnement développe un axe bioaltération dédié à la compréhension et à la quantification de ces processus, via des expériences in vitro, sur des verres modèles mimant la composition des vitraux. Ce séminaire présentera les stratégies expérimentales déployées, les dispositifs pensés et instrumentés pour répondre à cette problématique, les avancées concernant la compréhension de la pathologie de brunissement, et enfin explicitera les prochains objectifs pour se rapprocher toujours plus des cas réels.

La pollution des hydrosystèmes provient principalement des rejets urbains et industriels. Les effluents industriels, riches en polluants tels que colorants synthétiques, substances organiques et métaux lourds, dégradent l’environnement et contaminent les eaux de surface, souterraines et les sols. Cette contamination réduit la disponibilité de l’eau douce et menace la santé publique. Face à ce problème majeur, il est essentiel de traiter les effluents avant leur rejet afin d’éliminer les substances nocives et de permettre la réutilisation des eaux traitées pour l’irrigation, l’industrie ou la recharge des nappes. Plusieurs procédés, tels que coagulation-floculation, oxydation avancée, électrocoagulation, photodégradation ou décoloration microbiologique, ont été testés, mais leur efficacité reste souvent limitée lorsqu’ils sont utilisés séparément. Face à ce défi, plusieurs chercheurs récemment ont focalisé sur l’évaluation de procédés hybrides en combinant des différents procédés conventionnels, en les testant sur des effluents réels issus de l’agricole et de l’industrie. Dans cette présentation seront abordées certains résultats de nos travaux dans le domaine de traitement des eaux usées en éliminant des polluants organiques et/ou inorganiques à l’aide des procédés conventionnels et hybrides. L’optimisation des conditions de la réalisation de ces procédés permettra d’améliorer leur efficacité et performance dans le traitement pour obtenir une qualité des eaux meilleure.  

Carbonatable minerals on Earth have significant potential to act as gigatonne-scale CO₂ sinks. Many carbon removal managements rely on CO₂ mineralization on wetting mineral surfaces. Realizing their carbon removal potential requires a fundamental understanding of the atomic-scale mechanisms of mineral carbonation. This study employs reactive/non-reactive molecular simulations and well-tempered metadynamics to elucidate the complete interfacial CO₂ mineralization pathways within a portlandite mesopore adsorbed with a nanometric water film. Here we reveal quantitatively a global CO₂ mineralization spectrum describing the local molecular environment and the thermodynamics of the five critical steps: water adsorption, calcium dissolution, CO₂ adsorption, CO₂ speciation, and CaCO₃ ion pairing. We identify kinks as the primary reactive sites for surface dissolution and demonstrate how the water film's acid-base environment modulates these processes, creating an energetically favorable reaction loop for sustained CO₂ mineralization. We uncover that quasi-neutral to slightly basic conditions optimize mineralization efficiency by balancing the opposing effects of pH on calcium dissolution and CO₂ speciation.

Des travaux passés du Leesu (thèse de Ronan Guillossou) ont été consacrés à l'élimination des micropolluants organiques dans les eaux résiduaires urbaines par les traitements quaternaires (adsorption, ozonation), en prévision de la révision de la Directive Européenne récemment adoptée (DERU2). Plus récemment, les travaux réalisés dans les thèses de Christelle Nabintu Kajoka et Sadia Bagagnan se sont focalisés sur les oxydants émergents utilisés pour la désinfection des eaux résiduaires urbaines, en particulier l'acide performique. L'efficacité de ce désinfectant vis-à-vis des indicateurs de contamination fécale était connue, mais sa réactivité avec les micropolluants organiques et la diversité bactérienne ainsi que les gènes de résistance aux antimicrobiens restait à caractériser. D'une part, nous avons démontré la faible réactivité de l'acide performique avec les micropolluants organiques, et une très faible production de sous-produits de désinfection. D'autre part, l'efficacité de ce désinfectant a été confirmée sur l'abondance microbienne des eaux résiduaires, mais aussi sur la réduction des bactéries gram-négatives et les gènes de résistance présents.

Electrochemical systems and nanofluidic transport lie at the crossroads of fundamental science and emerging technologies within the water–energy nexus. At small scales, the interplay between transport mechanisms and interfacial chemistry becomes a key driver of performance in numerous applications. Thus, grasping the underlying interfacial physics and chemistry enables a more rational design and improved control of electrochemical and membrane systems. Beyond conventional descriptions, nanoscale transport exhibit non-classical behaviors—such as nonlinear responses or confinement-induced effects—that can be harnessed to overcome long-standing limitations. Recent advances shed new light on how thin polarization layers at solid–liquid interfaces can be controlled and exploited, offering both a deeper understanding of interfacial physico-chemistry and novel strategies for addressing critical challenges in sustainable water treatment and energy conversion.

Cette formation interne est sous forme d'échanges autour de pastilles de sensibilisation, à travers des jeux de questions-réponses, sur les différentes discriminations, le harcèlement et la violence à caractère sexiste.

La microscopie multiphotonique, également appelée microscopie optique non linéaire (NLO), est une technique d'imagerie optique largement développée dans le domaine biomédical, mais relativement nouvelle et prometteuse pour l'analyse non invasive des matériaux du patrimoine. Cette technique est particulièrement efficace pour étudier les matériaux à base de peau à l'échelle microscopique, notamment les parchemins, car elle permet de visualiser l'organisation des fibres de collagène à l'intérieur du matériau à partir de la collecte du signal de génération de seconde harmonique (SHG). La collecte simultanée de signaux de fluorescence par ce même microscope peut également révéler la présence de matériaux fluorescents en interaction, tels que la graisse, l'élastine et la kératine, provenant de la préparation de la peau, ou la gélatine, résultant de la dégradation du collagène. Lorsqu'elle est appliquée à des parchemins et manuscrits historiques, la microscopie NLO révèle parfois une morphologie très différente des fibres de collagène et des signaux recueillis, probablement associés à divers facteurs dans la vie de l'objet. Sur la base d'expériences réalisées sur des parchemins modernes et de mesures effectuées sur des objets historiques, nous démontrerons comment la technique peut contribuer à notre connaissance de la fabrication, de la dégradation et de l'impact de certains traitements de restauration des parchemins.

Pas de superstition, que de la prévention ! Séminaire spécial hygiène et sécurité au laboratoire ou comment travailler en toute sécurité !

Ce séminaire est principalement à destination des étudiant.e.s M1 et des LGEistes. L'objectif de ce séminaire est de présenter des problématiques actuelles liées à la gestion des eaux résiduaires au sein du cycle urbain de l'eau (ou "petit cycle" de l'eau). Les stations d'épuration sont aujourd'hui amenées à opérer des mutations liées en particulier (i) aux défis associées à la contamination des masses d'eaux par différents types de micropolluants, (ii) aux périodes de stress hydrique nécessitant de développer les stratégies de réutilisation des eaux usées traitées. Le lien est ensuite effectué avec une thématique de recherche basée sur le développement de procédés électrochimiques d'oxydation avancée, ayant pour objectif d'apporter des solutions pour améliorer la qualité des eaux traitées en sortie de station d'épuration. Quelques problématiques scientifiques seront abordées afin de comprendre les activités de recherche réalisées en laboratoire. Une introduction à la notion de transfert de technologie sera aussi abordée, afin de commencer à appréhender les différentes étapes impliquées dans ce transfert de technologie et de compétences depuis le laboratoire vers une application réelle.

Ce séminaire est sous forme d'une formation pratique pour les stagiaires M2, les doctorant.e.s et l'ensemble du personnel intéréssée par la HPLC (High Performance Liquid Chromatography". Il s'agit d'une technique analytique puissante utilisée pour la séparation, l'identification et la quantification des molécules chimiques dans divers domaines scientifiques, notamment la dépollution de l'eau.

A relatively unexplored concept for solar energy storage involves the possibility of direct molecular-scale conversion of energy carried by photons into chemical energy. This concept relies on the use of photo-switchable molecules. Basically, upon irradiation, the photons are absorbed by the parent molecule “A” leading to its isomerisation into a metastable photoisomer “B” (A→B). The difference in energy level between the two forms, “A” and “B”, correspond to the energy stored by the couple. This energy is then released, on-demand and at ambient temperature, as heat during the back reaction (B→A), triggered by external stimuli (such as catalysts). Such technology is known as MOlecular Solar Thermal (MOST) system [1]. The Norbornadiene/Quadricyclane (NBD/QC) derivatives are the most promising photo-switchable molecules, thanks to their high storage properties (typically 0.4 MJ.kg-1 [2]). However, its low overlap with the solar emission spectrum limits the overall storage efficiency, and the toxic solvent used hinders its real-world applications. In this context, the ANR SOLPHOTOCAT project is targeting the development of both novel, cheap and environmentally friendly chemical systems. First, the NBD1/QC1 benchmark system is investigated to develop a continuous-flow system ensuring both the photochemical (NBD1 → QC1) and the catalytic back reaction (QC1 → NBD1) using cyclopentyl methyl ether as green solvent. The developed system will be used to rapidly evaluate the performance of new MOST systems.