Maîtrise du procédé de congélation en continu des crèmes glacées par approche expérimentale et modélisation multi-échelle // Experimental and multi-scale modeling approaches for the control of continuous ice cream freezing

La crème glacée est un produit alimentaire complexe consommé à l'état congelé, dont la texture perçue — onctuosité, cuillérabilité, dureté, fonte — est étroitement liée à sa microstructure multiphasique : cristaux de glace, bulles d'air, globules gras partiellement cristallisés et phase continue non congelée enrichie en solutés. Cette structure est principalement formée lors de l'étape de congélation-foisonnement dans un échangeur de chaleur à surface raclée (ECSR), procédé critique où interagissent intensément cristallisation, foisonnement, cisaillement et transfert thermique.
Cette thèse vise à comprendre, modéliser et contrôler cette étape clé afin de garantir une qualité produit homogène, indépendamment des formulations, lignes de production ou conditions environnementales. Une approche combinant expérimentation semi-pilote et modélisation multiphysique est mise en œuvre. Elle débouchera sur des outils prédictifs robustes et opérationnels, utiles tant pour la recherche fondamentale que pour la maîtrise à l'échelle industrielle
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Ice cream is a complex frozen food product whose perceived texture—smoothness, scoopability, hardness, and melting behavior—is closely linked to its multiphase microstructure, composed of ice crystals, air bubbles, partially crystallized fat globules, and an unfrozen continuous phase enriched with solutes. This structure is primarily developed during the freezing and aeration stage in a scraped-surface heat exchanger (SSHE), a critical process where crystallization, aeration, shear, and heat transfer strongly interact.
This PhD thesis aims to understand, model, and control this key stage in order to ensure consistent product quality, regardless of formulation, production line, or environmental conditions. A combined approach of semi-pilot experimentation and multiphysics modeling is implemented, leading to robust and practical predictive tools, valuable both for fundamental research and for process control at the industrial scale.
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Début de la thèse : 01/11/2025

Cifre

Financement par une entreprise - hors CIFRE

Université Paris-Saclay GS Biosphera - Biologie, Société, Ecologie & Environnement, Ressources, Agriculture & Alimentation

581 Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement et Santé

Le/la candidat(e) devra être titulaire d'un diplôme d'ingénieur et/ou d'un Master 2 spécialisé en sciences et procédés alimentaires, et manifester un vif intérêt pour la programmation et la modélisation. Le/la candidat(e) devra avoir une solide expérience en recherche. Une première expérience de recherche sur les procédés de congélation des aliments sera appréciée. Par ailleurs, le/la candidat(e) devra faire preuve de solides compétences en travail d'équipe, d'une capacité à travailler de manière autonome, ainsi que de confiance en soi, de pensée analytique, de rigueur scientifique, de bonnes aptitudes en communication, de résilience et d'adaptabilité. Une capacité avérée d'innovation et un engagement fort dans une démarche scientifique sont également requis. La maîtrise de l'anglais et du français, à l'écrit comme à l'oral, est indispensable, de même que des compétences démontrées en rédaction scientifique, en synthèse et analyse de données, ainsi qu'en présentation orale scientifique.
The ideal candidate will possess a degree from an engineering school and/or a Master 2 degree with a focus on food science and food processing, coupled with a strong interest in programming and modeling. Research experience establishing the candidate's capacity for research is required and a first research experience in food freezing processes will be appreciated. Furthermore, the candidate should demonstrate strong teamwork skills, ability to work independently, as well as confidence, analytical thinking, scientific rigor, communication skills, resilience, and adaptability. A proven capacity for innovation and a commitment to a scientific approach are also required. Fluency in both written and spoken English and French is necessary, along with demonstrated skills in scientific writing, data synthesis and analysis, and scientific oral presentation.