Matériaux hierarchiques à base de nanocelluloses pour l'élaboration de matériaux hautement barrière aux gaz

par Manon Guivier

Projet de thèse en Génie des procédés

Sous la direction de Sandra Domenek.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé , en partenariat avec SayFood - Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering (laboratoire) , Génie des Produits (equipe de recherche) et de Faculté des sciences d'Orsay (référent) depuis le 01-10-2020 .


  • Résumé

    Les polymères organiques représentent un volume important dans les applications d'emballage pour des produits cosmétiques, pharmaceutiques et alimentaires. Leur rôle primaire est la protection de la qualité et sécurité des contenus, mais ils engendrent aussi une pollution environnementale persistante. L'utilisation des matériaux renouvelables et biodégradables performants peut faire partie des solutions. Des nanocelluloses sont des matériaux très prometteurs, transparents et ayant de leurs excellentes propriétés barrière aux gaz. Ces propriétés sont cependant soumis à des variations importantes lors que l'humidité relative ambiante augmente induisant des phénomènes de relaxation et gonflement dans les matrices. L'utilisation des structures multicouches, potentiellement par l'empilement des films minces, est une stratégie prometteuse. Cependant les phénomènes de relaxation des nanocelluloses et en particulier des nanocelluloses en espace confiné sont aujourd'hui insuffisamment compris pour permettre la construction raisonnée des propriétés. L'objectif de la thèse de développer des matériaux aux propriétés contrastés pour comprendre des relations structure/propriétés barrière et proposer des architectures innovantes pour des matériaux fonctionnels.

  • Titre traduit

    Hierarchical materials based on nanocelluloses for effective gas barrier membranes


  • Résumé

    Organic polymers have a high market share in packaging applications of the cosmetics, pharmaceutical and food industry. Their primary role is to preserve the quality and the safety of consumer goods, but they contribute also to persistent environmental pollution. The use of biobased and biodegradable polymers can be part of the solution to the problem. Nanocelluloses are a promising materials because the can form transparent films featuring high gas barrier properties. However, those properties change substantially upon changes in ambient relative humidity, because moisture induces relaxation and swelling phenomena. The employment of multilayer structures, using eventually stacks of thin films, is a up-and-coming strategy, but the relaxation phenomena in nanocelluloses, and in particular in confined spaces, are insufficiently understand today for sketching a priori material architectures. The objective is to develop materials with contrasted properties to shed light on the underlying structure/barrier properties relationships and to propose innovative architectures for functional materials.