Matériaux alvéolaires à base de bio-polymères : structure et propriétés mécaniques

par Perrine Babin

Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux

Sous la direction de Rémy Dendievel et de Guy Della Valle.

Soutenue en 2005

à Grenoble, INPG .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Cette thèse avait pour objectif de caractériser finement la structure alvéolaire de mousses solides alimentaires de type produits de panification et produits issus de la cuisson extrusion, dans le but d'une part de comprendre les mécanismes d'établissement de cette structure et d'autre part de déterminer les caractéristiques structurales qui influencent les propriétés mécaniques. La tomographie aux rayons X a permis d'obtenir des informations quantitatives inédites pour ce type de matériaux, notamment en terme de distributions en taille des alvéoles et des parois. De plus, de nouvelles possibilités de résolution temporelle ont permis de suivre in situ et in extenso les processus de fermentation et de cuisson des pâtes à pain. Les différents stades de développement de la structure ont été analysés : l'essentiel du développement de la structure a lieu durant la fermentation à travers la succession de trois régimes de croissance libre de bulles, de coexistence entre croissance et coalescence et enfin de coalescence prédominante. Les temps caractéristiques délimitant ces trois régimes ont été déterminés en fonction des différentes compositions étudiées. Par ailleurs, des calculs Eléments Finis appliqués directement sur des structures réelles (images 3D) ou sur des structures numériques virtuelles ont permis d'établir des relations microstructures/propriétés qui enrichissent les lois d'échelle classiques et qui corrèlent le niveau de rigidité (de moelleux) non seulement à la densité de ces structures alvéolaires mais également à leurs distributions en taille des cellules.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    Bio-polymer based cellular materials : structure and mechanical properties


  • Résumé

    This work deals with the fine characterisation of the cellular structure of solid food foams, such as bread crumbs or extruded starches. The aim was, on one hand, to better understand the mechanisms governing the formation of this cellular structure and, on the other hand, to identify the microstructural characteristics influencing the mechanical properties. X-ray tomography allowed to get new quantitative results for these materials, especially cell or cell wall size distributions. Moreover, the latest developments in terms of time resolution allowed us to follow in situ and in extenso the proofing and the baking of bread dough. The different stages of the structure formation were analysed. The most part of the development takes place during the proofing through three succesive regimes : free growth of the bubbles, coexistence between growth and coalescence and finally, coalescence. The characteristic times delimiting these stages are function of the different composition studied. Ln parallel, Finite Element calculations were applied directly to the real structures (3D images) or to virtual numerical ones. Effective stiffness is deduced in relation with the different type of microstructures. Enrichment of the classical scaling laws is proposed, taking into account, not only the relative density, but also cell size distributions.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (153 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 137-146

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/INPG/0094
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/INPG/0094/D
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