Étude du ré-emploi d’un emballage actif biodégradable

De nos jours, le monde fait face à des pertes et gaspillages alimentaires colossaux, estimés par la FAO à 30% de la production alimentaire chaque année. Le développement de stratégie d’emballages adapté, comme l’atmosphère modifiée ou les emballages actifs (addition d’un antimicrobien ou d’un antioxydant à l’emballage), a un impact fort sur la réduction du gaspillage alimentaire, notamment en préservant les aliments tout au long de la chaine logistique. Cependant, le secteur agroalimentaire générant à l’heure actuelle 70% des déchets plastiques environnementaux, le développement d’emballage doit se faire de manière durable. De ce fait, pour limiter son impact sur l’environnement, la réglementation européenne vise 20% de réduction des emballages à usage unique d'ici 2025, avec 10% d'emballages réemployables d'ici 2027.

Dans ce contexte, le projet de thèse vise à développer un emballage biosourcé doté de propriétés antioxydantes et/ou antimicrobiennes et conçu pour résister à plusieurs cycles d’usage et de ré-usage avant de pouvoir être composté.

Le projet s’articule autour de quatre tâches :

1- La formulation et la production de films actifs. Des formulations PHBV/polyphénols seront effectués avec diverses proportions en polyphénols et différentes modalités d’incorporation de la molécule active dans la matrice biopolymérique: dispersion dans la masse, greffage par extrusion réactive et insertion dans un multicouche.

2- L’étude des propriétés d’usage des films actifs. Toutes les caractérisations physico-chimiques des films actifs seront réalisées : les propriétés mécaniques, thermiques, barrières aux gaz, les cinétiques de migration, ainsi que les propriétés antioxydantes et/ou antimicrobiennes. Cela permettra d’évaluer la capacité de l’emballage à conserver l’aliment, et la sécurité du consommateur en condition d’usage.

3- L’étude du comportement du film en condition de réemploi et de fin de vie. La stabilité des propriétés de l’emballage et de la molécule active sera évaluée lors de plusieurs cycle d’usage/lavage/re-usage. Des stratégies de régénération de la molécule active seront mise en place. La compostabilité du matériel sera également vérifié.

4- Modélisation de l’oxydation du film actif et de son interaction avec l’aliment. Le développement et l’utilisation de modèles mathématiques de transfert de matière couplés à un modèle dynamique d’oxydation et/ou de croissance microbienne de l’aliment permettra à la fois de prédire la durée de vie de l’aliment, mais aussi de déterminer à quel cycle la molécule active aura besoin d’être régénérée au sein de l’emballage.

Le doctorant rejoindra l'équipe ePOP (eco-efficient Polymeric and Organic Packaging) de l'UMR IATE, qui travaille depuis plus de 15 ans dans le domaine de l’emballage alimentaire durable.
Il sera encadré par C Aouf (Directrice de recherche), V Guillard (PR, directrice de thèse), F Coffigniez (MCU) apportant chacune leur expertise dans le domaine du génie des procédés, de la caractérisation et la modélisation des transferts de matière, des sciences des aliments et matériaux, et de la chimie. Cette direction collégiale couvrira tant l'accompagnement technique au laboratoire que les orientations scientifiques et stratégiques du projet.
Le suivi du doctorant s'organisera à plusieurs niveaux. Un accompagnement rapproché sera assuré par des points hebdomadaires et des bilans mensuels avec l'équipe encadrante, complétés par des échanges informels selon les besoins. Le doctorant présentera régulièrement l'avancement de ses travaux lors des réunions mensuelles de l'équipe ePOP, et lors de l’animation scientifique de l’UMR IATE. Son projet sera également évalué par le comité de suivi de thèse. 
Pour enrichir sa formation, le doctorant suivra les formations complémentaires proposées par l'école doctorale ou d'autres organismes en lien avec sa thématique de recherche.

Le.la candidat.e devra justifier d’un master ou équivalent en chimie (organique, analytique), science des polymères/matériaux, science des aliments, et/ou génie des procédés et d’une certaine appétence pour les questions relatives à la lutte contre la pollution plastique. La pluridisciplinarité du sujet exigera du. de la candidat.e à développer une bonne capacité à appréhender des concepts variés. Motivé.e, organisé.e, fiable, le.la candidat.e devra faire preuve d’esprit d’initiative et d’innovation et devra apprécier le travail en équipe. Une pratique aisée de l’anglais sera nécessaire à l’écrit comme à l’oral.