Synthèse de copolymères à blocs amphiphiles incorporant des monomères dérivés de la lignine pour la stabilisation d’émulsions eau-dans-eau

L'IPCM est une unité mixte de recherche (Sorbonne Université/CNRS) dont les activités de recherche se situent dans le domaine de la chimie moléculaire au sens large. Les compétences présentes et les savoir-faire couvrent toutes les facettes de l'échelle moléculaire, de la chimie inorganique à la chimie organique et jusqu'aux interfaces avec la biologie, les matériaux et plus généralement dans la sphère des nanosciences moléculaires et en science des polymères.
Des efforts importants sont consacrés à leurs applications dans des domaines scientifiques variés et en relation avec les grands enjeux sociétaux (santé, développement durable, technologies de l'énergie et de l'information…). Le laboratoire est organisé en 9 équipes de recherches et en différents services communs : plate-forme administrative et logistique et une plate-forme technique d’analyse et de spectroscopie (RX, Masse, RMN, mesures magnétiques).

Contexte et objectifs du stage :

Les émulsions eau-dans-eau (E/E) sont des systèmes complexes consistant en la dispersion d'une solution de polymère hydrosoluble dans une autre solution aqueuse polymérique, les deux étant non miscibles au-delà d'une certaine concentration. Ces émulsions, sans solvant organique et biocompatibles, suscitent un intérêt croissant, particulièrement pour les domaines pharmaceutique, cosmétique ou alimentaire. Cependant, à la différence des émulsions classiques de type huile-dans-eau, les E/E présentent une tension interfaciale extrêmement faible et une épaisseur d’interface jusqu’à 10 à 100 fois supérieure, ce qui ne permet pas aux tensioactifs conventionnels d’assurer la stabilisation de ces systèmes. Ces différences physico-chimiques nécessitent donc le recours à des stratégies de stabilisation alternatives (1–4).

Parmi ces stratégies, les copolymères à blocs apparaissent comme une voie prometteuse. Il est ici question de produire des copolymères biosourcés à bloc (diblocs, triblocs) amphiphiles au moyen de méthodes de polymérisation radicalaires contrôlées de type RAFT (reversible addition fragmentation chain transfer). Ces copolymères seront développés dans l’idée de remplacer ou de favoriser les interactions entre les différents constituants des émulsions eau-dans-eau (E/E).

Le stage proposé s’inscrit dans le cadre d’une thèse de doctorat menée à l’université de technologie de Compiègne (UTC) et vise à synthétiser et à caractériser des copolymères à blocs biosourcés intégrant des monomères dérivés des produits de décomposition de la lignine. Les copolymères à blocs synthétisés seront caractérisés par les méthodes usuelles (spectroscopie RMN, chromatographie d’exclusion stérique). L’auto-assemblage de ces copolymères amphiphiles sera également étudié, notamment par diffusion dynamique de la lumière (DLS). Dans un second temps, ces copolymères seront intégrés dans des formulations E/E afin d’évaluer leur impact sur la stabilité et sur les propriétés de ces systèmes (taille des gouttelettes, viscosité…).

Missions principales :
• Recherches bibliographiques ;
• Définition et mise en oeuvre d’approches expérimentales ;
• Choix et réalisation des caractérisations adaptées ; et
• Analyse et interprétation des résultats.

Encadrant(e)s : Frédéric DELBECQ, Enseignant-chercheur ;
Fanny COUMES, Maître de Conférences ; et
Aliséa VIGNAL, Doctorante.

Laboratoire d’accueil :le stage sera réalisé au sein de l’Institut parisien de chimie moléculaire (IPCM), Sorbonne Université, Paris

Durée du stage : 5 à 6 mois (à partir de février/mars 2026)

Gratification : selon conditions légales pour un Master Recherche

Références associées :
1. Esquena J. Water-in-water (W/W) emulsions. Curr Opin Colloid Interface Sci. oct 2016;25:109‑19.
2. Esquena J. Recent advances on water-in-water emulsions in segregative systems of two water-soluble polymers. Curr Opin Food Sci. juin 2023;51:101010.
3. Balarezo M, Coumes F, Stoffelbach F. Biobased homopolymers and amphiphilic diblock copolymers containing guaiacyl (G) or hydroxyphenyl (H) lignin derivatives synthesized by RAFT (PISA). Polym Chem. 6 déc 2022;13(47):6525‑33.
4. Buzza DMA, Fletcher PDI, Georgiou TK, Ghasdian N. Water-in-water emulsions based on incompatible polymers and stabilized by triblock copolymers-templated polymersomes. Langmuir ACS J Surf Colloids. 3 déc 2013;29(48):14804‑14.

Profil du (de la) candidat(e) :
• Etudiant(e) en M2 ou en dernière année d’école d’ingénieurs en chimie des polymères ;
• Connaissances en synthèse macromoléculaire requises
• Connaissances des polymères biosourcés appréciées ;
• Connaissances en physico-chimie des interfaces souhaitées ;
• Intérêt pour le travail expérimental, avec rigueur scientifique, autonomie et esprit d’initiative.