Interactions polymères-contaminants chimiques dans les emballages biodégradables: vers les critères d'aide à la décision pour la gestion des déchets

Context

Ce sujet de thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche national intitulé « Safe and Circular by Design

Food Packaging » (SCirDe), financé par l’ANR, et fédérant 15 partenaires académiques et industriels.

Fondé sur le principe qu’un déchet d’emballage biodégradable n’est pas destiné à être éliminé dans la nature, mais peut être réutilisé ou recyclé en boucle fermée afin de redonner vie à un emballage alimentaire, le projet SCirDe propose une analyse combinée des questions de sécurité et de circularité des emballages alimentaires à base de biopolyesters. Son objectif est de comprendre comment ces matériaux peuvent répondre aux exigences d’aptitude au contact alimentaire après des opérations de désinfection de surface (réemploi) et/ou de décontamination thermomécanique (recyclage matière), tout en restant conformes aux normes de compostage et de méthanisation.

Objectifs & missions

L’objectif de cette thèse sera de poser les bases scientifiques et techniques permettant d’orienter les matériaux d’emballage biodégradables face aux différentes options de fin de vie. Il s’agira de caractériser les risques liés à l’usage au contact des aliments, au réemploi et au recyclage de ces matériaux. Cela implique, dans un premier temps, d’identifier les substances potentiellement toxiques (composés néoformés) générées au cours des différentes étapes du cycle de vie du matériau, que ce soit lors de sa production ou lors des opérations de désinfection et des procédés de recyclage. Il s’agira ensuite de suivre et de décrire les phénomènes de contamination et de décontamination des matériaux au cours de ces mêmes étapes, d’en comprendre les mécanismes et d’en identifier les facteurs déterminants. Les transferts (sorption/désorption) des contaminants seront étudiés dans des conditions représentatives de l’ensemble des étapes du cycle de vie de l’emballage, c’est-à-dire lors de la collecte, du stockage en tant que déchet (avec une contamination potentielle par des substances non alimentaires issues d’autres déchets), puis au cours des opérations de décontamination réalisées à haute température (avec formation possible de composés de dégradation). Les propriétés structurales des matériaux (porosité, rugosité de surface, propriétés thermiques, etc.) seront également caractérisées afin de déterminer si les interactions entre les différents contaminants et la matrice polymère sont influencées par les évolutions structurales du polymère soumis aux différentes conditions opératoires. Cette étude devra ainsi permettre d’optimiser les conditions d’extraction des contaminants produits lors des procédés de désinfection et de recyclage, et d’établir les premières lignes directrices du cahier des charges d’un emballage alimentaire adapté aux exigences de sécurité sanitaire et aux principes de l’économie circulaire.

Contexte et environnement scientifique

Vous intégrerez une équipe de recherche à visibilité internationale spécialisée dans l’éco-conception d’emballages alimentaires biosourcés et biodégradables. Les travaux de l’équipe s’inscrivent dans une approche systémique du cycle de vie des matériaux, depuis leur conception jusqu’à leur fin de vie, en intégrant les enjeux environnementaux, technologiques et industriels.

Un axe central des recherches concerne les stratégies de circularité, avec une attention particulière portée à l’articulation entre biodégradabilité — envisagée comme une voie de valorisation ultime — et les approches de réemploi et de recyclage. L’objectif est d’optimiser la durée et les modalités d’usage des matériaux afin de maximiser leur valeur fonctionnelle tout en limitant le recours aux ressources vierges.

Environnement de travail

Le/la doctorant(e) évoluera au sein d’une équipe dynamique et pluridisciplinaire, réunissant des compétences en chimie et biochimie, génie des procédés, science des matériaux et mathématiques appliquées. L’équipe offre un environnement scientifique stimulant, caractérisé par une forte interaction entre disciplines et une présence continue de doctorants et de post-doctorants.

Les travaux seront réalisés au sein de l’UMR IATE, une unité mixte de recherche reconnue pour ses travaux sur la valorisation des agroressources pour des applications alimentaires et non alimentaires, localisée à INRAE Montpellier.

master ou ingénieur en chimie analytique / chimie des polymères /sciences des matériaux.

Appétance à travailler en équipe et en coillaboration

Sensible aux problèmes environmentaux causés par les plastiques

Une bonne rédaction en anglais serait appréciable.