Exploration de la recyclabilité mécanique en boucle fermée, d’un polymère biodegradable pour des applications d’emballage alimentaire

Exploring the closed-loop mechanical recyclability of a biodegradable polymer for food packaging applications

• Auteur / Autrice : Isabelle Dedieu
• Direction : Stéphane Peyron, Chahinez Aouf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomatériaux
• Date : Soutenance le 18/11/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie des Agro-Polymères et Technologies Emergentes (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Christelle Wisniewski
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Peyron, Chahinez Aouf, Christelle Wisniewski, Stéphane Bruzaud, Vincent Dudler, José Maria Lagaron
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Bruzaud, Vincent Dudler

Mots clés

Mots clés contrôlés

Recyclage

Aliments -- Emballage

Produits commerciaux -- Cycle de vie

Mots clés libres

Cycle de vie

Biocomposites

Emballage alimentaire

Polyhydroxyalkanoates

Recyclage mécanique

Food packaging

Biocomposites

Polyhydroxyalkanoates

Life-Cycle

Mechanical recycling

Résumé

La diminution des impacts environnementaux liés aux plastiques est un des problèmes majeurs actuels notamment dans le domaine de l’emballage alimentaire. Dans l’objectif de lier l’utilisation de matériaux moins éco-efficients tout en diminuant les impacts environnementaux, cette thèse vise à explorer la possibilité de recycler mécaniquement en boucle fermée un polymère biosourcé et biodégradable (le PHBV) pour des applications d’emballage alimentaire. L’objectif est de comprendre et décrire le comportement du PHBV au cours de l’opération de recyclage, en intégrant les critères essentiels dans l’évaluation des performances d’un emballage alimentaire. La question se focalise sur deux questions scientifiques majeures : (i) l’impact de la remise en œuvre (à l’état fondu) du PHBV sur ses propriétés structurales et fonctionnelles ; (ii) l’aptitude au contact alimentaire du PHBV à l’issue des traitements de contamination/décontamination. Suivant un découplage des deux étapes principales d’un procédé de recyclage (remise en œuvre et décontamination), la première partie de ces travaux a pour but de mesurer l’évolution des performances du matériau après plusieurs cycles de remise en œuvre. Par la suite, la décontamination du matériau a été étudiée dans un premier temps en regard de la règlementation existante pour les polymères conventionnels et les risques liés à l’exposition du consommateur ont été évalués. Dans un second temps, dans une approche plus dédiée aux caractéristiques du PHBV, la contamination potentielle réelle du matériau a été évaluée avant d’étudier une nouvelle fois la décontamination conséquente.

The reduction of environmental impacts related to plastics is one of the major current problems, especially in the field of food packaging. In the aim of using less eco-efficient materials while decreasing environmental impacts, this thesis aims to explore the possibility of the closed-loop mechanical recycling of a biosourced and biodegradable polymer (PHBV) for food packaging applications. The objective is to understand and describe the behavior of PHBV during the recycling operation, integrating the essential criteria in the evaluation of the performance of a food packaging. The question focuses on two major scientific issues: (i) the impact of the reprocessing (in the molten state) of the PHBV on its structural and functional properties; (ii) the suitability for food contact of the PHBV after the contamination/decontamination treatments. Following a decoupling of the two main steps of a recycling process (reprocessing and decontamination), the first part of this work aims at measuring the evolution of the material performances after several reprocessing cycles. Then, the decontamination of the material was studied in a first step with regard to the existing regulation for conventional polymers and the risks related to the exposure of the consumer were evaluated. In a second step, in an approach more dedicated to the characteristics of the PHBV, the real potential contamination of the material was evaluated before studying again the consequent decontamination.