Description

Ce projet de thèse, intitulé « Relations formulation/écoulement : vers des procédés de fabrication continus de mousses biosourcées à structure contrôlée », vise à développer des procédés innovants de foisonnement pour des mousses biosourcées liquides ou solides, en exploitant les propriétés de gélification de biopolymères pour stabiliser les interfaces gaz/liquide. Les mousses, dispersions instables de gaz dans un liquide, subissent du drainage, de la coalescence et le mûrissement d’Ostwald, menant à l’effondrement de leur structure. La production continue de mousses solides exige un contrôle fin du foisonnement, de la stabilisation et de la solidification, pour éviter la dégradation de la microstructure. La méthodologie envisagée sera multiéchelle et multidisciplinaire. Elle consistera en premier lieu à des actions au niveau dejouer sur la formulation et de sala physico-chimie (réticulation, contrôle thermique) visant à favoriser sélectivement le renforcement pour renforcer les aux interfaces ou en volume dans la phase liquideet le bulk des mousses. Suivra ensuite le développement des étapes de procédés avec, une échelle microfluidique pour observer en temps réel de la gélification, optimiser des mélanges, ... Puis une étape de scale-up avec l’optimisation du foisonnement, maîtrise de la gélification, étude des stratégies d’introduction des agents réticulants/solidifiants à l’échelle pilote. L’optimisation finale résidera en la corrélation entre cinétique de solidification et propriétés mécaniques et en des propositions de stratégies pour le design du procédé à grande échelle.

Compétences requises

Diplômé(e) d’un Master 2, d’une école d’ingénieur ou d’un diplôme équivalent (Bac+5) en Génie des Procédés et/ou matière molle, le/la candidat(e) justifiera d’une forte appétence pour le travail expérimental. Il sera attendu par le/la candidat(e) de s’insérer et travailler au sein d’une équipe interdisciplinaire allant de la physique de la matière molle au Génie des Procédés et d’en maîtriser diverses techniques. Des compétences en physico-chimie des matériaux, en formulation, et en procédés seront donc des atouts supplémentaires, tout comme un bon niveau écrit et oral en langue anglaise.

Bibliographie

[1] Talansier, E. et al. Elaboration of controlled structure foams with the SMX static mixer, AIChE Journal (2013), 59(1), 132-145 DOI : 10.1002/aic.13796
[2] Rol, F. et al. J Pilot-Scale Twin Screw Extrusion and Chemical Pretreatment as an Energy-Efficient Method for the Production of Nanofibrillated Cellulose at High Solid Content, ACS Sustainable Chemistry & Engineering (2017), 5(8), 6524-6531 DOI :10.1021/acssuschemeng.7b00630
[3] Hjelt, T. et al. Foam forming of fiber products: a review, Journal of Dispersion Science and Technology 43 (10),1462–1497. DOI : 10.1080/01932691.2020.1869035
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Mots clés

Matériaux biosourcés, Mousses, Procédés continus, Gélification, Interface gaz-liquide , Microfluidique