Développement de capteurs innovants pour la mesure et le suivi automatisés de la teneur en eau des poudres de Wassaï de Guyane

Reconnu pour ses différentes vertus, notamment nutritionnelles et antioxydantes, le Wassaï, connu sous son nom brésilien açaí (issu du palmier Euterpe oleracea), est de plus en plus convoité par les chercheurs et les professionnels de l’industrie agroalimentaire. Ce fruit traditionnel des régions amazoniennes, est utilisé comme ingrédient de valorisation pour divers produits alimentaires transformés (poudre, purée, jus, ou compléments alimentaires). En Guyane, la production de poudre, représente des défis techniques notamment en termes de séchage lors du processus de fabrication. Afin d’éviter d’une part toute prolifération microbienne que pourrait provoquer une teneur en eau trop élevée en fin de fabrication et d’autre part un séchage excessif qui pourrait entrainer à minima des pertes de rendement voire une altération de la qualité des poudres ; il est crucial de surveiller et maitriser la teneur en eau des poudres afin d’éviter toute dégradation du produit fini et de garantir ses propriétés fonctionnelles.L’objectif global du projet de thèse consiste à optimiser et à contrôler efficacement le processus de séchage du Wassaï tout au long de la chaîne de production de poudres. Pour cela, le (la) doctorant(e) devra réaliser et mettre œuvre des capteurs frugaux et innovants capables d’estimer, en temps réel, la teneur en eau des poudres, et participer à la formalisation des « processus » de fabrication . Missions de la thèse (liste non-exhaustive) • Recherches bibliographiques sur la mesure des paramètres cibles des poudres agroalimentaires (notamment quantité et activité de l’eau et pH), incluant les dernières innovations et tendances du domaine. • Mise en place d’un protocole de laboratoire et réalisation de tests préliminaires sur différentes poudres agroalimentaires à l’aide des méthodes industrielles directes (gravimétrie, titrage volumétrique et titrage coulométrique) et indirectes (mesure d'impédance électrique fréquentielle complexe pour l’estimation des paramètres diélectriques). • Développement et intégration de capteurs « fruguaux capacitifs » pour la mesure des paramètres cibles des poudres de Wassaï • Modélisation et simulation de la réponse des capteurs à la teneur en eau des poudres. • Analyse des poudres avec des quantités d’eau ajoutée variables et comparaison des performances de la réponse des capteurs (capacitifs) avec les méthodes conventionnelles (méthodes Karl Fischer par coulométrie et volumétrie). • Adaptation technologique des capteurs et optimisation du protocole de laboratoire pour une mise en œuvre industrielle. • Mise en œuvre industrielle – protocole « usine » et optimisation : Mise en œuvre des capteurs au sein de l’usine (réalisation d’une interface électronique « low cost » d’interrogation, récupération des données en temps réel, installation) • Evaluation des performances des capteurs (sensibilité, durabilité et précision) dans l’environnement réel de la chaine de production des poudres de Wassaï • Analyse des données et rédaction de rapports et d’articles scientifiques • Soutenance et diffusion des résultats.

La thèse de déroulera à l’université de Guyane. Le candidat retenu fera partie de l’équipe SysAA dont les travaux s’inscrivent dans le groupe ETRES de l’UMR Espace-Dev. Nos activités de recherche se consacrent au développement et à la modélisation de capteurs frugaux pour l’environnement, la santé et à travers ce projet à l’industrie agroalimentaire. L’UMR Espace-Dev Guyane regroupe une vingtaine de permanents (Professeurs, Maitres de Conférences, ingénieurs) et des étudiants spécialisés dans l’ensemble des disciplines liées à la production de données scientifiques pour l’aide à décision (énergie, environnement, etc.). Le doctorant sera dirigé par un Professeur des Universités et encadré par deux maitres de conférences spécialisés dans l’élaboration des capteurs et la transmission de données, et un maitre de conférences en chimie pour, notamment, la mesure des paramètres des poudres (granulométrie, pH) et l’évaluation de la teneur en eau par les méthodes chimiques et thermogravimétriques. Ces experts bénéficient d’équipements de pointe, notamment dans les domaines de l’analyse des données issus des capteurs, et des milieux de détections (analyseur de réseaux vectoriels, sondes diélectriques, moyens physico-chimiques de préparation d’échantillons, etc.). De plus, dans le cadre de ces travaux, le matériel d’investissement permettant de mesurer la teneur en eau des poudres et le pH par les méthodes directes et traditionnelles sera financé par l’entreprise partenaire Yana Wassaï. L’équipe est fortement engagée dans une recherche collaborative et orientée vers des objectifs concrets, en étroite collaboration avec l’industriel Yana Wassaï. Ce sujet offre au candidat l'opportunité de traiter une problématique industrielle selon une démarche scientifique pluridisciplinaire, combinant le génie électrique, la physique et la chimie, la conception, modélisation et fabrication de capteurs. Les compétences acquises pourront ainsi être facilement valorisées dans la poursuite d'une carrière industrielle ou académique

Formation académique : Vous êtes titulaire d'un diplôme d'ingénieur ou master en électronique (génie électrique) avec des compétences en physique des capteurs ainsi qu’une appétence en chimie analytique. Compétences techniques : Vous avez un goût prononcé pour l’expérimentation. Vous avez une expérience en conception, développement et mise en œuvre de capteurs (dispositifs) électroniques pour des applications d’estimation de paramètres physico- chimiques. Vous avez des bases en chimie. Des compétences en développement et optimisation de systèmes de transmission de données, notamment pour des applications IoT seront aussi appréciées pour la communication à distance des capteurs. Qualités personnelles : Vous faites preuve également de : • Autonomie et curiosité scientifique : Capacité à mener des projets de manière autonome, en prenant des initiatives et en respectant les délais. • Capacité d'adaptation à un projet interdisciplinaire et aux évolutions technologiques. • Esprit d’équipe : Capacité à travailler en collaboration avec des chercheurs, des ingénieurs et des partenaires industriels. • Aptitude à la communication scientifique, au partage et esprit de synthèse, : Capacité à partager des résultats de manière claire et concise avec des interlocuteurs variés. • Compétences rédactionnelles en anglais (voire en français) : Capacité à rédiger des documents techniques, des rapports de recherche et à participer à la publication des résultats dans des revues scientifiques.