Modification chimique, greffage et dispersion d'agents fonctionnels pour des applications antimicrobiennes

par Pierrick Paillot

Thèse de doctorat en Chimie et sciences des matériaux polymères

Sous la direction de Mohamed Taha.

Soutenue le 02-02-2016

à Lyon , dans le cadre de École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne) , en partenariat avec Université Jean Monnet (Saint-Étienne) (Etablissement opérateur d''inscription) et de IMP - Ingénierie des Matériaux Polymères UMR 5223 (Rhône-Alpes) (laboratoire) .

Le président du jury était Christian Carrot.

Le jury était composé de Mohamed Taha, David Ruch, Nadia Oulahal, Frédéric Becquart, Françoise Fenouillot-Rimlinger.

Les rapporteurs étaient David Ruch, Nadia Oulahal.


  • Résumé

    Le marché de la cosmétique est l’un des marché les plus porteur actuellement dans le monde. La population française utilise énormément ces produits pour son hygiène quotidienne. Ce sont les shampoings ou autre crème de soins. Pour protéger ces produits, depuis maintenant de nombreuses années, les fabricants ajoutent des agents conservateurs pour augmenter la durée de conservation, ou encore éviter certaines contaminations microbiennes après les contacts avec la peau. Ces dernières années ont également vu les mentalités des consommateurs évoluer et actuellement, ces derniers souhaiteraient des produits cosmétiques le plus naturel possible, sans ajouts de conservateurs. Dans ce contexte, il semble intéressant de travailler sur la protection de ces produits par d’autres moyens. En premier lieu, nous vient immédiatement à l’esprit, la protection par l’emballage. L’idée est de modifier les emballages actuels pour leur conférer des activités antimicrobiennes et ainsi les rendre protecteurs. L’étude présentée s’intéresse à certaines possibilités de mises en oeuvre et modifications de polymères pour apporter une activité antimicrobienne. Deux voies de fabrications ont été étudiées dans cette thèse. Une première a consisté en la réalisation de revêtements antimicrobiens et protecteurs à basse température. Cette technique a montré la possibilité de créer des couches antimicrobiennes par photo-polymérisation à partir de monomères méthacrylates renfermant les agents antimicrobiens. C’est cette couche finale qui va venir s’ajouter à certaines zones spécifiques des emballages finaux pour assurer la protection antimicrobienne du contenu.La seconde voie d’action a étudié une fabrication plus industrielle à haute température. Cette technologie a permis de créer par extrusion des granulés antimicrobiens avec des introductions d’actifs de différentes natures. Ceux sont ces granulés qui sont par la suite injectés sous la forme d’emballages. Pour cette voie d’action, l’idée n’est plus de protéger l’emballage via une couche antimicrobienne, mais de substituer certaines pièces de l’emballage constituées de polymères naturellement antimicrobiens. Ces travaux ont permis la réalisation d’une large gamme de matériaux antimicrobiens. Les différentes solutions étudiées ont également permis de réaliser des prototypes d’emballages, ceci en collaboration avec certaines entreprises partenaires du projet. Tous ces prototypes seront prochainement testés en conditions réelles d’utilisations, c’est-à-dire par des essais de mises en contact avec le consommateur d’un système complet, à savoir le produit cosmétique conditionné dans des emballages protecteurs. Ces tests devront permettre de vérifier si les solutions proposées pourraient aboutir à une adaptation sur une chaine industrielle pour une utilisation à grande échelle

  • Titre traduit

    Chemical modification, grafting and dispersion of active agents for antimicrobial applications


  • Résumé

    Today the cosmetic market is one of the most popular in the world. French people use many these products everyday as for examples, creams or shampoos. In order to protect the cosmetic products, the manufacturers introduced during these last year additives or conservative agents in cosmetic products to increase the shelf life or avoid a microbial contamination after a direct contact with the skin of consumers. However, recent years have also revealed that the consumer mindsets evolve and now, they would like cosmetics more natural, without addition of additives. In this context, it was interesting to work on the cosmetics protection by other ways. Firstly, we think immediately to the protection by use of packaging. The objective is to modify the current packaging to bring an antimicrobial activity and protect the cosmetics. This work presents different technologies of fabrication and modification of polymers to get an antimicrobial activity. For this, two techniques were studied. A first technology has consisted to develop antimicrobial coating at low temperature. This way has demonstrated possibilities of creation by photo-polymerization under UV radiations. Initially, the antimicrobial agents were introduced in liquid monomers before the polymerization and the fabrication of polymer networks. The final coatings were finally destiny to be added on specific areas of packaging, generally in contact with the consumers and prevent all risks of microbial contaminations from the products. The second technology has studied a way of polymer fabrication more industrial at high temperature. The technique has consisted to create antimicrobial pellets by extrusion with introductions of different natures of additives. The obtain pellets were injected at the end to fabricate certain pieces of the final packaging. This work has allowed the realization of a large range of antimicrobial materials. All the studied solutions have been used to fabricate prototype packaging in collaboration with partner companies of the project. All these prototypes will be tested by antimicrobial tests in real conditions of uses. If these tests prove successful, it will be possible to envisage an industrialization step


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