Incorporation de matière première recyclée dans l'injection polymère : Application aux flaconnages à haute valeur ajoutée // Incorporation of recycled raw material in polymer injection molding: Application to high value-added packaging bottles

L'objectif premier du projet consiste à comprendre et optimiser l'incorporation de matière première recyclée (MPR) au cours d'un procédé de mise en forme par injection.
En effet, les propriétés des MPR peuvent être différentes ou moins performantes que celles des matériaux vierges, impliquant ainsi de nouveaux défis en termes de stabilité de la mise en œuvre et propriétés finales attendues. L'utilisation de matière recyclée peut également accentuer les effets du vieillissement, impactant ainsi leurs propriétés mécaniques telles que la résistance et la durabilité.
Il s'agira d'analyser en profondeur le comportement mécanique ainsi que les caractéristiques physico-chimiques d'un polymère semicristallin (copolymère polypropylène/polyéthylène). Ce grade matériau est actuellement utilisé pour la fabrication par injection de bouchons d'étanchéité destinés à des flaconnages à haute valeur ajoutée en aluminium recyclé (ex. parfumerie).

L'objectif de la thèse est de comprendre les mécanismes qui confèrent au matériau vierge de référence ses performances et sa capacité à répondre aux exigences du cahier des charges industriel, afin d'anticiper et de compenser les écarts liés à l'utilisation de matières recyclées. Une attention particulière est portée à l'optimisation du procédé de mise en forme par injection, fortement impacté par la variabilité des comportements des polymères recyclés (rhéologie, stabilité thermique, dispersion des propriétés et durabilité).

Cette approche permettra d'identifier les leviers d'adaptation du procédé CEMEF- Mines Paris - PSL Campus Pierre Laffitte F06904 Sophia Antipolis cedex www.cemef.minesparis.psl.eu et du design produit pour garantir des performances équivalentes avec des matériaux recyclés disponibles sur le marché.
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The primary objective of the project is to understand and optimize the incorporation of recycled raw materials (RRM) during an injection moulding process. Indeed, the properties of recycled materials may be different or exhibit lower performance compared to virgin materials, creating new challenges in terms of processing stability and achieving the expected final properties.
Moreover, the use of recycled materials can amplify aging effects, thereby impacting mechanical properties such as strength and durability. The work will involve an in-depth analysis of the mechanical behavior as well as the physicochemical characteristics of a semi-crystalline polymer (polypropylene/polyethylene copolymer).
This material grade is currently used for injection molding of sealing caps intended for high value-added packaging made of recycled aluminum (e.g., perfumery applications).

The objective of the PhD is to understand the mechanisms that give reference virgin material its performance and its ability to meet industrial specifications, to anticipate and compensate for deviations associated with the use of recycled materials. Attention will be paid to the optimization of the injection moulding process, which is strongly affected by the variability of recycled polymers (rheology, thermal stability, property dispersion, and durability). This approach will make it possible to identify key levers for adapting both the process and product design to ensure equivalent performance with recycled materials available on the market.
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Début de la thèse : 01/10/2026
WEB : https://www.cemef.minesparis.psl.eu/wp-content/uploads/2026/04/Offre-de-these_Tournaire_EN.pdf

Financement d'un établissement public Français

Mines Paris-PSL

364 SFA - Sciences Fondamentales et Appliquées

Le (la) candidat(e) recruté (e) devra présenter de bonnes compétences dans le domaine de la physicochimie et mécanique des polymères pris à l'état solide. L'étude de recherche orientée vers un domaine applicatif nécessitera de posséder des appétences pour les approches expérimentales. Une rigueur expérimentale ainsi qu'une bonne aptitude à la synthèse et à la communication seront nécessaires.
The selected candidate should have strong skills in the physico-chemistry and solid-state mechanics of polymers. As the research is application-oriented, an interest in experimental approaches is required. Strong experimental rigor, as well as good abilities in analysis, synthesis, and communication, will be essential.