Design de Nouveaux Matériaux Polymères - Lyon, France - Université Jean Monnet, laboratoire IMP

Description

**Design de nouveaux matériaux polymères alvéolaires à faible impact environnemental**:

- Réf
- **ABG-116346**
- Sujet de Thèse- 29/08/2023- Autre financement public- Université Jean Monnet, laboratoire IMP- Lieu de travail- SAINT-ETIENNE - Auvergne-Rhône-Alpes - France- Intitulé du sujet- Design de nouveaux matériaux polymères alvéolaires à faible impact environnemental- Champs scientifiques- Matériaux
- Sciences de l'ingénieur
- Mots clés- Polymères alvéolaires, Fluide supercritique, Formulation, Rhéologie, Instrumentation**Description du sujet**:
**Contexte**:
Les défis socio-économiques majeurs auxquels doit faire face l'industrie, en particulier dans le secteur des matériaux polymères, concernent la réduction de l'impact environnemental de leurs produits. Cette démarche nécessite d'améliorer la recyclabilité et/ou la réutilisabilité des produits, ainsi que de réduire considérablement la quantité de matières premières et d'énergie nécessaires à leur production.

L'un des mécanismes les plus importants qui influencera le comportement au moussage est la sorption du CO2 dans une matrice polymère pendant l'étape de saturation en gaz, entraînant un gonflement et une plastification du polymère. Le taux de sorption de CO2 et les changements dans les propriétés rhéologiques du système gaz-polymère causés par le CO2 dissous jouent un rôle crucial dans le contrôle du processus de moussage, en particulier dans des configurations continues afin d'augmenter la production. Une meilleure compréhension du mécanisme de sorption du scCO2 aura un impact direct sur l'amélioration des processus industriels existants et contribuera à réduire leur empreinte écologique.

**Description et objectifs du projet**:
Dans le cadre du projet MATPRODEFI, cette thèse vise à quantifier l'effet de gonflement et de plastification du scCO2 sur les grands polymères à l'état fondu, suivant ces deux axes principaux:

- Ajuster des propriétés du matériau via la formulation (quantité de CO2, diffusion de CO2, ajout de l'agent nucléant, copolymères,) et via des conditions opératoires (pression, température, taux de dépressurisation) pour contrôler le moussage du polymère.
- Etablir les relations entre les paramètres de processus, la concentration de CO2 dans la matrice et la rhéologie du polymère fondu, dans la perspective d'utiliser cette compréhension pour contrôler la structure alvéolaire des polymères produits par un procédé d'extrusion.
- Participer au développement d'un dispositif expérimental pour mesurer correctement la quantité de CO2 dissous en fonction de la pression/saturation de température avec une résolution temporelle plus élevée ;
- Caractériser le gonflement du polymère causé par le CO2 ;
- Estimer le coefficient de diffusion du CO2 dans le matériau ;
- Étudier les effets du CO2 sur la rhéologie en extension et la viscoélasticité du matériau en lien avec la morphologie visée des mousses.

**Prise de fonction**:

- 01/11/2023**Nature du financement**:

- Autre financement public**Précisions sur le financement**:

- CDJ (ANR)**Présentation établissement et labo d'accueil**:

- Université Jean Monnet, laboratoire IMPLe laboratoire Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP, UMR CNRS 5223) est une unité mixte de recherche entre le CNRS et trois établissements d'enseignement supérieur et de recherche : l'INSA de Lyon, l'Université Claude Bernard Lyon 1 et l'Université Jean Monnet Saint-Etienne. Le laboratoire IMP associe près de 200 personnes dont 83 permanents et plus de 110 doctorants et post-doctorants. Le Laboratoire présente un ensemble de compétences unique couvrant toute la chaîne de valeur dans le domaine des matériaux polymères. La force de l'IMP réside dans sa capacité à coordonner les savoirs scientifiques et les moyens pour mettre en œuvre une démarche d'ingénierie multi-échelle et pluridisciplinaire en assemblant des briques fondamentales issues de la chimie et de la physique des polymères mises en jeu dans les procédés de mise en œuvre à l'échelle laboratoire mais aussi à l'échelle pilote pour concevoir des matériaux polymères à architecture contrôlée, respectueux de l'environnement et porteurs de fonctionnalités.

L'IMP affiche une structuration qui met en valeur son double savoir-faire à travers les disciplines scientifiques de cœur représentées par les pôles de compétences Chimie (CHEM), Physico-chimie (PHYSICO), Structure et Rhéologie (STERHEO) et Propriétés Physiques (PHYS) des polymères et par sa capacité à coordonner ses différentes expertises scientifiques au sein de deux pôles interdisciplinaires autour de la Santé (LIFE) et sur le Développement de Polymères à Faible Impact Environnemental (DEFI).

La spécificité de l'IMP est d'identifier des questions scientifiques originales à travers des problématiques applicatives et pouvoir c