Thèse Biocomposites à Haute Durabilité Produit par Procédé TP-Rtm H/F - 59

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Laboratoire de recherche : UMET - Unité Matériaux Et Transformations
Direction de la thèse : Fanny BONNET ORCID 0000000237766638
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-03-31T23:59:59

A l'heure actuelle la majeure partie des matières premières servant à la fabrication des matériaux polymères est issue de la pétrochimie. Le remplacement progressif des matériaux pétrosourcés par ceux issus de ressources renouvelables s'inscrit dans les préoccupations majeures de la société. Parmi les différents matériaux biosourcés disponibles sur le marché, l'acide polylactique, communément appelé polylactide, est un bioplastique biosourcé, biocompatible, compostable en conditions industrielles et dégradable in vivo impliqué dans de nombreuses applications et en particulier pour le biomédical et l'emballage. Le PLA devient de plus en plus compétitif et sa production est en pleine croissance, l'industrie ayant réalisé de nombreux investissements dans ce secteur, entrainant une diminution de ses coûts de production et de mise en oeuvre. En particulier, le poly(L-Lactide) (PLLA) un bioplastique semi-cristallin isotactique, présentant de bonnes propriétés mécaniques, se présente comme une alternative à certaines polyoléfines de grande diffusion. Cependant, le PLLA est assez fragile ce qui empêche son utilisation dans une large gamme d'applications, en particulier pour les objets à longue durée de vie tels que les équipements de transport ou de sport, entre autres. Afin de lever ce verrou, le PLLA est souvent utilisé dans des mélanges avec d'autres polymères ou dans des matériaux composites Notre équipe de recherche à l'UMET travaille depuis plusieurs années sur l'élaboration de composites par procédé TP-RTM, en particulier à matrice PLLA et a réussi à produire des biocomposites à matrices copolymères inédits renforcés avec des fibres de verre et qui présentent des propriétés de mémoire de forme. Des biocomposites à matrice PLLA renforcés avec des fibres de lin ont ensuite été élaborés, conduisant à des matériaux entièrement biosourcés et compostables en conditions industrielles.
Les composites obtenus dans le cadre de ces travaux subissent de fortes variations de leurs propriétés à l'issue de tests de vieillissement à température et humidité contrôlées. En effet, la présence du catalyseur de polymérisation piégé dans la matrice à l'issue de la réaction dans le moule du procédé TP-RTM, va favoriser les réactions d'hydrolyse de la matrice PLLA. Contrairement aux réactions de polymérisation conduites en réacteurs ou même en extrudeuses, il n'est pas possible en procédé RTM de rajouter en fin de réaction une molécule qui va permettre la désactivation de l'espèce active et communément appelée « cat-killer ». Ceci constitue un verrou majeur relativement à des applications durables de ces composites.
L'objectif du présent projet est de produire des renforts fonctionnalisés permettant la libération contrôlée d'une molécule désactivante (« cat-killer ») du catalyseur de polymérisation dans la matrice polymère lors de la production du composite en procédé TP-RTM.

Cette étude fait suite aux travaux de thèse de Jordan Beauvois (ULille-Région 2023-2026) sur le développement de composites tout thermoplastiques, et d'améliorer leur vieillissement.