Durabilité des matériaux à base de polymères revalorisés : impact des procédés de recyclage sur le vieillissement // Durability of materials based on recycled polymers: impact of recycling processes on aging

Les exigences environnementales contraignent de plus en plus les industriels à valoriser les matériaux polymères après usage. Le défi consiste à traiter ces polymères usagés non plus comme un déchet mais comme une matière renouvelable après recyclage mécanique (trier, laver et broyer) ou chimique (action d'un agent chimique pour dépolymériser). Ce défi est de taille car ce type de matériau doit être performant en termes de propriété d'usage et surtout de durabilité. En effet, sous l'action de contraintes extérieures (O2, température, lumière), un matériau va subir au cours des conditions d'usage des modifications chimiques et architecturales qui vont impacter et entrainer une perte de ses performances. La question est de savoir si le matériau polymère à base d'un mélange polymère vierge - polymère revalorisé aura le même comportement vis-à-vis du vieillissement que le matériau vierge correspondant. De plus, le procédé de recyclage va-t-il influencer sa durabilité, la matière recyclée pourra-t-elle contaminer la matière vierge ? Pour répondre à ces questions, des analyses de spectroscopie infrarouge, de microscopie à force atomique (AFM) et de la résonance magnétique nucléaire du solide seront utilisées. La RMN du 1H pourra sonder la mobilité des chaînes au cours du vieillissement. L'analyse par AFM permettra de sonder l'interface polymère vierge/polymère recyclé. Ces analyses seront complétées par des mesures d'analyse mécanique dynamique (DMA) afin de corréler les propriétés chimiques aux propriétés mécaniques du matériau à base de polymère revalorisé.

C'est dans ce contexte qu'est proposé ce sujet de stage « Durabilité des matériaux à base de polymères revalorisés : impact des procédés de recyclage sur le vieillissement ».

Cette problématique est l'une des priorités de la société Valéo. Ce travail sera donc proposé par l'Equipe Photochimie de l'Institut de Chimie de Clermont-Ferrand en collaboration avec l'entreprise industrielle.
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Environmental requirements increasingly compel manufacturers to recover polymer materials after use. The challenge is to consider these used polymers no longer as waste but as a renewable material after mechanical (sorting, washing and grinding) or chemical recycling (action of a chemical agent to depolymerize). The challenge is to make this kind of materials a high-performance material in terms of use properties and especially durability. Indeed, under the external constraints (O2, temperature, light), a material could undergo chemical and architectural modifications during the conditions of use that could impact and lead to a loss of its performance. The question is whether the polymer material based on a virgin polymer - recycled polymer blend will have the same behavior with regard to aging as the corresponding virgin material. Besides, will the recycling process influence its durability? Will the recycled material be able to contaminate the virgin material? To answer these questions, infrared spectroscopy, atomic force microscopy (AFM) and solid-state nuclear magnetic resonance analyzes will be used. 1H NMR will be used as a probe to monitor the mobility of chains during aging. Analysis by AFM will allow to probe the virgin polymer/recycled polymer interface. These analyzes will be completed by dynamic mechanical analysis (DMA) measurements in order to correlate the chemical properties to the mechanical properties of the recovered polymer-based material.

This problematic is one of the priorities of rubber companies such as Valeo. It is in this context that the thesis entitled “Durability of materials based on recycled polymers: impact of recycling processes on aging” is proposed by the Photochemistry Group of the Institut de Chimie de Clermont-Ferrand in collaboration with rubber companies.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université Clermont Auvergne

178 Sciences Fondamentales

Le candidat devra être titulaire d'un Master 2 ou d'un diplôme d'ingénieur dans le domaine des matériaux et/ou de la chimie analytique. Plusieurs compétences seront primordiales pour mener à bien ce projet : - Des connaissances théoriques solides sur les propriétés physico-chimiques des matériaux polymères. - Des bases solides concernant les techniques de caractérisation des matériaux polymères et leur vieillissement seraient également appréciées. - Nous recherchons un candidat impliqué avec un goût affirmé pour l'expérimentation, enthousiaste et autonome. Rigoureux, méthodique avec un excellent relationnel pour pouvoir travailler avec différentes équipes. - Le candidat présentera une grande affinité avec le monde industriel. Un très bon niveau d'anglais (écrit et oral) est demandé.
The candidate must hold a Master of Science or an engineering degree in the field of materials and/or analytical chemistry. - Several skills will be essential to successfully complete this project: - Solid theoretical knowledge on the physicochemical properties of polymer materials. - Solid skills in characterization techniques and aging of polymers would also be appreciated. - We are looking for an involved candidate, enthusiastic, autonomous and rigorous. - The candidate will have a great affinity with the industrial world. A very good level of english (written and oral) is required.