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Thèse de doctorat H/F en Génie des Procédés et des Produits

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Informations générales

Référence : UMR7274-PHIMAR-002
Lieu de travail : NANCY
Date de publication : lundi 29 juillet 2019
Nom du responsable scientifique : Dr Thibault Roques-Carmes
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Rhéologie et stabilité d'émulsions complexes :
formulation et modélisation des relations volume/surface

Ce projet de thèse vise à apporter un nouvel éclairage sur le comportement d'émulsions « complexes », c'est-à-dire émulsions constituées de gouttes stabilisées par des particules (émulsions de Pickering) et dispersées dans des phases continues rhéologiquement complexes. L'objectif principal de la thèse est de développer des relations ou, au moins, des corrélations, entre les propriétés interfaciales et les caractéristiques volumiques en termes de stabilité et comportement rhéologique de ces émulsions. Beaucoup de travail reste à faire dans ce domaine, surtout dans le cas des émulsions de Pickering, en raison de la présence de particules aux interfaces huile/eau et dans la phase continue. L'application visée par ce projet concerne à la fois l'industrie alimentaire et l'industrie pétrolière.
Dans la première partie (à Amsterdam), les travaux se concentreront sur les émulsions directes huile-dans-eau (H/E et H = huile de ricin), avec une phase continue complexe, stabilisée par des surfactants. La phase continue sera modifiée successivement par des argiles et des polymères : Carbopol® (microgel), polyNIPAM (microgel), gomme xanthane (fluide parfaitement rhéofluidifiant sans être élastique), PEG (effet élastique très fort mais non rhéofluidifiant). Ensuite, l'agent tensioactif sera remplacé par des particules pour faire des émulsions de Pickering. Ceci mettra en évidence l'effet des particules sur la stabilité et le comportement rhéologique des émulsions.
Une deuxième partie (à Nancy) sera consacrée aux aspects de procédés (méthodes d'agitation). Pour ce faire, les étapes d'élaboration, d'agitation/mélange des émulsions seront réalisées dans un rhéo-réacteur. Il permettra le suivi rhéologique des échantillons formulés, in situ et en temps réel, pendant le processus d'émulsification. Sur la base des résultats expérimentaux, des modèles rhéologiques structurels seront développés et couplés avec des modèles empiriques obtenus en utilisant la méthode de la surface de réponse. Cette approche structurelle/empirique permettra de considérer la complexité physico-chimique des systèmes dans le cadre d'une modélisation structurelle basée sur des lois physiques.
En résumé, cette thèse vise à développer une approche multi-échelle complète reliant les propriétés interfaciales aux propriétés volumiques des émulsions, dans le cadre de la formulation de produits complexes. En effet, la modélisation structurelle d'émulsions à phases continues rhéologiques complexes reste un défi.

Contexte de travail

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une cotutelle entre l'Université de Lorraine (UL) et l'Université d'Amsterdam (UVA) et se déroulera sur deux sites : Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP, Nancy, Université de Lorraine) et l'Institut Van der Waals-Zeeman (Université d'Amsterdam, UVA. L'étudiant passera un an et demi dans chaque laboratoire.

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