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Laboratoire Environnement et Développement Durable (E2D)


Directeur : Pr. Wehbeh FARAH


Membres :

Maher ABBOUD (Professeur), Wehbeh FARAH (Professeur), Dominique SALAMEH (Professeur associé), Charbel AFIF (Professeur associé), Sami YOUSSEF (Maître de conférences, ESIB-USJ, Chercheur invité), Maha DAOU (Professeur, FMD-USJ, Chercheur invité), Elie KHOURY (DR, FMD-USJ, Chercheur invité), Charbel MANSOUR (Dr, LAU, Chercheur invité), Thérèse SALAMEH (Dr, Mines - Douai, Chercheur invité), Antoine WAKED (Mines Douai, Chercheur invité), Myriam MRAD (FHS-UOB Balamand, Chercheur invité), Nelly ZIADÉ (FM-USJ, Chercheur invité), Olivia MAAMARI (Chercheur invité), Ziad Rizk (chercheur invité), Charbel ABDALLAH (Post-Doctorant), Georges GERMANOS (Doctorant), Marc-Henri KARAM (Doctorant), Ziad SAKR (Doctorant), Antoine Farah (Doctorant), Léa ABI NASSIF (Doctorante), Rassoul MANSOUR (Doctorant), Ali FAOUR (Doctorant)

Localisation :

Faculté des sciences, Campus des Sciences et Technologie (CST), Mar Roukos, Mkallès (Liban)




Thématique:
Matériaux Hybrides et Applications (MHA)


Responsables : Maher ABBOUD (Professeur)

Description

La science des matériaux a toujours été au cœur de la science physico-chimique. Elle est le moteur de beaucoup de grandes révolutions techniques dans différents domaines : électronique, automobile, aéronautique, nanosciences, médicales, catalyse, émulsion, peintures et cosmétiques, énergies renouvelables développement durable, capteurs etc.…

Il est communément défini qu’un matériau hybride est tout système organo-minéral dans lequel l’une des composantes organique ou inorganique se présente sous forme de très petite taille micro ou nanométrique, la conséquence étant l’obtention d’une association de propriétés inédites des deux composantes. D’une manière générale, la composante minérale apporte des propriétés mécaniques, thermiques, magnétiques et électriques tandis que la composante organique apporte une facilité de mise en œuvre notamment sous forme de couche mince, des propriétés élastiques, optiques, électrochimiques et biologiques. Grâce au choix quasi-infini de leurs formulations, le potentiel des matériaux hybrides est immense.

Les développements récents dans le monde scientifique s’intéressent de plus en plus ces dernières vingt années aux nanotechnologies. Au cœur de la matière divisée par exemple, les matériaux poreux sont des milieux hétérogènes présentant des structures isotropes ou anisotropes constituées de matière inorganique, organique ou hybride. De par leur grande aire spécifique, leurs propriétés de confinement et leurs comportements optiques/mécaniques/thermiques, les matériaux poreux et les matériaux granulaires sont au cœur de développements technologiques dans les domaines de la santé, de l’énergie, de l’environnement et du développement durable.

Ainsi, cette classe de matériaux joue un rôle crucial dans un grand nombre d’applications allant du génie civil en passant par la chimie, la physicochimie et le génie des procédés (e.g. catalyse hétérogène, batteries et stockage d’énergie, séparation, filtration) et d’autres champs disciplinaires comme la science des matériaux, le génie pétrolier, etc.

La quête de matériaux optimaux requiert une meilleure compréhension des liens intimes entre structure et propriétés de transport, de sorption et d’échange à la surface et de capacité de rétention et de confinement.

La connaissance et la maîtrise des phénomènes confèrent aux scientifiques et aux industriels la possibilité d’élaborer des matériaux aux propriétés et aux performances voulues.

Vu la diversité du domaine des sciences des matériaux, les recherches développées ici et les objectifs fixés sont multiples :

  • Développement de nouveaux matériaux dispersés en milieu aqueux ou encore émulsions aqueuses dans l’objectif de proposition au milieu industriel de nouveaux matériaux substituts compétitifs et amis de la nature dans une optique de développement durable (vert).
  • Développement de nouveaux matériaux hybrides composites par encapsulation de particules minérales ou autre par une coque en polymère par un procédé de polymérisation en suspension ou en émulsion. L’objectif étant de proposer de nouveaux matériaux aisément mis en œuvre associant les propriétés intéressantes des deux matériaux d’origine assurant une meilleure rétention du cœur et évitant son relargage sur de long terme. Les applications pourraient être dans le domaine de l’optique, verre résistant aux rayures, pigments ancrés dans les peintures avec une meilleure rétention etc..
  • Développement avec le domaine dentaire et orthopédique, de matériaux divers pour des applications spécifiques.  L’objectif étant une meilleure compréhension du comportement physico-chimique et mécanique de ces matériaux in vivo. (Corrosion du titane en milieu buccal, optimisation des propriétés de composites (céramique/métal), développement de nouveaux ciments acryliques/hydroxy apatite pour des applications dentaires et orthopédiques, etc.…)
Collaboration en cours entre les deux départements de physique et de chimie, (objectif) en vue de l’élaboration de nouveaux capteurs (matériaux) spécifiques de mesures pour les polluants dans l’eau et dans l’air.




Collaborations nationales, régionales et internationales

A l’échelle nationale
 :

Faculté de Médecine Dentaire (FMD/USJ), Université Libanaise (UL)



A l’échelle internationale
 :

Université de Montpellier, Université de Bretagne Occidentale (UBO), Université de Bordeaux I (UBx I)

Thèses


Thèses en cours  :

  1. Georges Germanos « Matériaux hybrides fonctionnels à base d’alginate de nanoparticules de magnétites : vers l’élaboration de capteurs spécifiques d’ions métalliques »
  2. Léa Abi Nassif « Films antibactériens à base d’alginate »
  3. Elham Yamine « Matériaux hybrides à base de nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer et d’écorce polymère : Élaboration et caractérisations »
  4. Rassoul Mansour « Application du sondage électromagnétique pour la mesure de densité in situ»


Thèses soutenues
 :

  1. Elie KHOURY  "L’effet à long terme du fluor sur les attaches orthodontiques en titane »




Thématique:
Émissions, Mesures et Modélisation Atmosphériques (EMMA)


Responsables : Charbel AFIF (Professeur associé)

Description

L’atmosphère de la Terre a subi de grands changements durant le siècle dernier engendrant des effets sanitaires importants ainsi que le défi du siècle actuel : le réchauffement climatique. L’objectif de l’équipe « Émissions, Mesures et Modélisation Atmosphériques» (EMMA) est de fournir des solutions pour la gestion de la pollution atmosphérique tout en étudiant, évaluant et caractérisant les sources de pollution intérieurs et extérieurs, leur composition et la dispersion de leurs rejets. La vision étant de laisser un air plus propre aux générations futures. Cela engendre l’étude depuis la source (transport, industrie, etc.) des émissions, en passant par les mesures atmosphériques pour arriver aux simulations numériques et scénarisations.

EMMA dispose d'un programme de recherche très actif dans tous les aspects des sciences de l'atmosphère. L'identification et la caractérisation des sources de pollution atmosphérique constituent une étape cruciale dans la gestion de la pollution atmosphérique: EMMA établit des inventaires  d'émissions avec un focus sur le Liban mais aussi une caractérisation fine des émissions de secteurs particuliers et leur projection future.  Les études sont menées aussi par le biais de mesures avec un parc instrumental intéressant dont dispose l’équipe et qui, en outre, développe de méthodes et construit de nouveaux instruments pour la mesure de certains polluants atmosphériques. Ces mesures ont un double objectif: le premier est de contraindre les inventaires d'émissions et d'effectuer des études de contribution de sources pour les polluants gazeux et de particules tandis que le second est d'étudier la chimie atmosphérique des polluants, en particulier la pollution atmosphérique oxydante ainsi que le devenir du carbone organique afin de mieux comprendre et quantifier les différents processus gouvernant l’évolution de la pollution photo-oxydante et particulaire dans la basse atmosphère. D'autre part, les études de modélisation sont réalisées à l'aide de modèles sophistiqués de météorologie, de qualité de l'air et de dispersion des polluants traitant ainsi  les problèmes nationaux d’évaluation de la pollution atmosphérique à travers le territoire libanais ainsi que les problématiques spécifiques afin de proposer de politiques environnementales adéquates et aider à mieux évaluer l’exposition de la population.



Collaborations nationales, régionales et internationales

Collaborations passées et présentes au niveau national, régional et international
 :

  • Ministère de l’environnement, Liban
  • Notre Dame University, Liban
  • Lebanese American University, Liban
  • American University of Beirut, Liban
  • Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques – LISA, France
  • Département chimie et environnement, Ecole des Mines de Douai, France
  • Centre d’Enseignement et de Recherche Ecole des Ponts Paristech, France
  • Laboratoire Chimie Environnement, Aix Marseille University, France
  • Italian National agency for new technologies, Energy and sustainable economic development – ENEA, Italie
  • Paul Scherrer Institute (PSI), Suisse
  • National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), USA
  • Indiana University, USA
  • Cyprus Institute, Chypre



Thèses



Thèses soutenues
 :

  1. Antoine Waked « Caractérisation des aérosols organiques à Beyrouth, Liban »
  2. Thérèse Salameh « Sources d’émission du carbone organique gazeux à Beyrouth »
  3. Charbel Abdallah, « Évaluation des émissions et de la modélisation de la qualité de l’air sur Beyrouth et le Liban »




Thématique:
Qualité de l’Air, Métrologie et Modélisation (QAMM)


Responsables : Wehbeh FARAH (Professeur)

Description

La problématique de l’étude de la qualité de l’air, intéresse de plus en plus, depuis plusieurs décennies, l’ensemble des pays du monde. La dégradation de la qualité de l’air en milieu urbain n’est pas sans conséquence sur la qualité de la vie, sur l’impact sanitaire ainsi que le monde vivant et non vivant.

C’est dans ce contexte que s’est inscrite une volonté de développer un savoir, un savoir-faire et une thématique de recherche sur la qualité de l’air. Les objectifs sont multiples :

    • Développement d’une équipe de chercheurs multidisciplinaires pour bien appréhender la complexité de l’étude.
    • Mise en place de laboratoires de mesures pour l’établissement de réseaux de surveillance
    • Renforcement des capacités locales en matière d’entretien et exploitation du réseau de mesure
    • Elaboration de nouveaux capteurs (matériaux) spécifiques de mesures pour les polluants atmosphériques
    • Développement d’une cartographie de la qualité de l’air par modélisations diverses.
    • Etude de l’impact sanitaire de la pollution atmosphérique.


Collaborations nationales, régionales et internationales

A l’échelle nationale
 :

Unité de recherche associée URA (FS/FLSH/USJ),  Université Américaine de Beyrouth (Air Quality Research Unit ; AUB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS-L), Université Notre Dame de Louaizé (NDU),


A l’échelle internationale
 :

Université de Strasbourg, INSERM & Université Pierre et Marie Curie, Paris VI, Université de Bretagne Occidentale, Université Blaise Pascal (Clermont Ferrand)

Thèses


Thèses en cours  :

  1. Marc Henry Karam « Impact de la pollution atmosphérique sur les allergies cutanées »
  2. Antoine Farah « Analyse Multi-Sites des Propriétés Physiques et Chimiques de l’Aérosol Atmosphérique »
  3. Ali Faour « Exposition de la population à la pollution atmosphérique »
  4. Ziad SAKR « Contraindre l'énergie sombre par les amas de galaxies dans le projet EUCLID:  amas de galaxies et théories modifiées de la  gravitation »


Thèses soutenues
 :

  1. Tharwat Mokalled « « Etude de l’impact de l’activité aéroportuaire de l’aéroport international Rafic Hariri sur la qualité de l’air à Beyrouth »
  2. Myriam Mrad Nakhlé « Eude de l’impact sanitaire de la pollution atmosphérique dans la ville de Beyrouth- Extension de l’étude BAPHE »
  3. Maya Abou Chacra « Caractérisation des particules fines atmosphériques partélédétection Lidar multi-spectrale sensible en polarisation »
  4. Charbel Afif « L’acide nitreux atmosphérique : Implications dans la chimie en milieu urbain »
  5. Carine Chélala « Transports routiers et pollution de l’air en NO2 dans Beyrouth (Liban) »


Thématique:
Traitement des Déchets Solides (TDS)


Responsables : Dominique SALAMEH (Professeur associé)

Description

Les déchets solides sont constitués de plusieurs types en différents pourcentages. Ils sont classés selon des critères physico-chimiques, biochimiques ainsi que de dangerosités. Dans ce laboratoire les activités se penchent sur deux niches stratégiques, peu étudiés au Liban, mais a grand impact nationale : Les déchets a risques et les déchets fermentescibles.

Les Déchets à Risques (DR) font partie intégrante des déchets solides au Liban. Parmi ces déchets à risque, les Déchets à risque infectieux constituent un réservoir de micro-organismes potentiellement dangereux, de nature bactérienne, virale ou parasitaire, susceptibles d’infecter les malades hospitalisés, le personnel hospitalier, mais aussi le grand public, à cause de la propagation à l’extérieur des établissements de soins de micro-organismes parfois résistants dans les déchets éliminés sans traitement. La réduction du risque porté par les DASRI passe notamment par une gestion appropriée à l'intérieur des établissements de santé (tri à la source, des pratiques d’hygiènes sans faille de la part du personnel de soins, transport et stockage adaptés à l'intérieur de l'établissement de santé,) par un transport sécurisé des déchets à l'extérieur de l'établissements et par un traitement adéquat des DASRI avant leur élimination dans les décharges municipales. La recherche de méthodologie  et de procédés de stérilisation appropriés pour la gestion et le traitement des déchets à risque est la mission de cette thématique de recherche. Dans cette thématique sont étudiés aussi la sorption des molécules toxiques et leur traitement sur des systèmes biologiques, tel que la sorption des métaux lourds sur les systèmes d’algues.

Les déchets fermentescibles peuvent subir différents procédés et transformations. Les techniques de traitement et de valorisation sont diverses. Parmi ces techniques, la thématique se penche sur les procédés de compostage, afin d’étudier les cinétiques, optimiser les conditions, et innover des procédés. Les études portent également sur l’identification des potentiels fermentescibles des déchets, ainsi que sur la qualité microbiologique et chimique.



Collaborations nationales, régionales et internationales

A l’échelle nationale
 :

L’association Arcenciel, Compost Baladi, Hôpitaux, Couvent de Tanail des pères jésuites ; ministère de l’environnement ; municipalités



Thèses


Thèses en cours  :

  1. Abdou Tannoury « Analyse biochimique du compostage : optimisation des procédés fermentaires »


Thèses soutenues
 :

  1. Olivia Maamari « La modélisation de la quantité et de la qualité de déchets à risques
    des hôpitaux Libanais »



 

Recherche
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Unité de Recherche MM
Unité de Recherche TVA
Publications
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