Les emballages alimentaires à base de PHA dans un contexte d'économie circulaire : Etude de l'effet des polyphénols sur la stabilité du PHBV au cours des différentes étapes de son cycle vie.

par Chloë Bonnenfant

Thèse de doctorat en Biomatériaux

Sous la direction de Chahinez Aouf et de Nathalie Gontard.

Soutenue le 23-11-2022

à l'Université de Montpellier (2022-....) , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec Ingénierie des Agro-Polymères et Technologies Emergentes (Montpellier) (laboratoire) et de Ingénierie des Agro-Polymères et Technologies Emergentes (Montpellier) (laboratoire) .

Le président du jury était Pascal Degraeve.

Le jury était composé de Chahinez Aouf, Nathalie Gontard, Pascal Degraeve, Anna Masek, Hélène Fulcrand.

Les rapporteurs étaient Anna Masek, Valérie Langlois.


  • Résumé

    L’utilisation de plastiques biosourcés et biodégradables comme substituts aux plastiques conventionnels, dans le domaine de l’emballage alimentaire, est une alternative pour réduire significativement la pollution plastique. De plus, l’intégration de ces plastiques biodégradables dans un cycle vertueux de ré-usage et de recyclage, préserverait les ressources en matières premières et permettrait d’exploiter la valeur maximale du produit. Cependant, ces plastiques sont souvent peu compétitifs, en raison de leur instabilité thermique. L’objectif de ces travaux de thèse est d’étudier l’impact de molécules naturelles, les polyphénols, sur la stabilisation potentielle d’un biopolyester issu de synthèses microbiennes, et biodégradable en conditions naturelles, le PHBV (Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate). L’effet stabilisant de la quercétine et de l’acide gallique est étudié au cours des différentes étapes du cycle de vie d’un emballage alimentaire, de la formulation, à la biodégradation, en passant par le ré-usage et le recyclage. Les deux questions scientifiques majeures auxquelles cette thèse tente de répondre sont les suivantes : (i) Quelles sont les interactions/ relations entre les polyphénols et le PHBV lors des différentes étapes du cycle de vie de l’emballage alimentaire ? (ii) Quel est l’impact des polyphénols sur la stabilité du PHBV au cours de ces différentes étapes ? La première partie de cette thèse, est consacrée à évaluer la capacité des polyphénols (en termes de quantité et de structure chimique) à apporter une stabilisation à la matrice polymère. La seconde partie traite de l’influence des polyphénols sur l’évolution structurelle (macro- et microscopique) du PHBV au cours des étapes d’usage/ré-usage, et de recyclage mécanique. Enfin, le maintien de la biodégradabilité du PHBV, en présence des polyphénols, est évalué, dans une dernière partie.

  • Titre traduit

    PHA based food packaging in a circular economy context : Impact of polyphenols on the PHBV stability during the different stages of its life cycle.


  • Résumé

    The use of biosourced and biodegradable plastics as substitutes for conventional plastics in food packaging, is an alternative to significantly reduce plastic pollution. Moreover, the integration of these biodegradable plastics into a virtuous cycle of reuse and recycling would preserve raw material resources, and exploit the maximum value of the product. However, these plastics are often uncompetitive due to their thermal instability. The objective of this thesis is to study the impact of natural molecules; polyphenols, on the potential stabilization of a biopolyester derived from microbial synthesis, and biodegradable under natural conditions, PHBV (Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate). The stabilizing effect of quercetin and gallic acid is studied during the different stages of the life cycle of a food packaging, from formulation to biodegradation, through reuse and recycling. The two major scientific questions that this thesis attempts to answer are: (i) What are the interactions/relationships between polyphenols and PHBV during the different stages of the life cycle of a food packaging? (ii) What is the impact of polyphenols on the stability of PHBV during these different stages? The first part of this thesis is devoted to the evaluation of the capacity of polyphenols (in terms of quantity and chemical structure) to bring stabilization to the polymer matrix. The second part deals with the influence of polyphenols on the structural evolution (macro- and microscopic) of PHBV during the use/reuse and mechanical recycling stages. Finally, the maintenance of the biodegradability of PHBV, in the presence of polyphenols, is evaluated, in a last part.


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