Thèse présentée pour obtenir le grade de Docteur

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Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
Thèse présentée pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Louis Pasteur - Strasbourg I DISCIPLINE : CHIMIE ECOLE DOCTORALE : PHYSIQUE ET CHIMIE-PHYSIQUE Présentée par Perrine BORDES NANO-BIOCOMPOSITES : ÉTUDE DE SYSTÈMES STRUCTURÉS À BASE DE POLYHYDROXYALCANOATES ET MONTMORILLONITES Soutenue le jeudi 29 novembre 2007 devant le jury composé de : Serge BOURBIGOT Professeur, ENSC Lille Président du jury Alain DUFRESNE Professeur, INP Grenoble Rapporteur externe Yves GROHENS Professeur, Université Bretagne Sud Rapporteur externe Guy SCHLATTER Professeur, ULP Strasbourg Rapporteur interne Luc AVEROUS Professeur, ULP Strasbourg Directeur de thèse Eric POLLET Maître de Conférences, ULP Strasbourg Examinateur LIPHT, Laboratoire d'Ingénierie des Polymères pour les Hautes Technologies, UMR 7165 ECPM, Ecole Européenne de Chimie Polymères et Matériaux 25 Rue Becquerel – 67 087 Strasbourg Cedex 2

  • ulp de strasbourg

  • jean-charles

  • travail de thèse

  • service caractérisation de l'ics strasbourg pour les analyses

  • ton inépuisable

  • rapporteur interne


Publié le : jeudi 1 novembre 2007
Lecture(s) : 113
Source : scd-theses.u-strasbg.fr
Nombre de pages : 272
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Thèse présentée pour obtenir le grade de Docteur
de l'Université Louis Pasteur - Strasbourg I




DISCIPLINE : CHIMIE


ECOLE DOCTORALE : PHYSIQUE ET CHIMIE-PHYSIQUE



Présentée par

Perrine BORDES





NANO-BIOCOMPOSITES :
ÉTUDE DE SYSTÈMES STRUCTURÉS À BASE DE
POLYHYDROXYALCANOATES ET MONTMORILLONITES





Soutenue le jeudi 29 novembre 2007 devant le jury composé de :


Serge BOURBIGOT Professeur, ENSC Lille Président du jury
Alain DUFRESNE Professeur, INP Grenoble Rapporteur externe
Yves GROHENS Professeur, Université Bretagne Sud
Guy SCHLATTER Professeur, ULP Strasbourg Rapporteur interne
Luc AVEROUS Professeur, ULP Strasbourg Directeur de thèse
Eric POLLET Maître de Conférences, ULP Strasbourg Examinateur



LIPHT, Laboratoire d’Ingénierie des Polymères pour les Hautes Technologies, UMR 7165
ECPM, Ecole Européenne de Chimie Polymères et Matériaux
25 Rue Becquerel – 67 087 Strasbourg Cedex 2
REMERCIEMENTS


Au terme de cette aventure, je voudrais en premier lieu remercier le
Professeur Luc Avérous pour m'avoir confié ce sujet qui me tenait à cœur, et le
Professeur Georges Hadziioannou pour m'avoir accueillie dans son laboratoire.

Je tiens également à remercier Messieurs les Professeurs Alain Dufresne
(Institut National Polytechnique de Grenoble), Yves Grohens (Université de
Bretagne Sud, Lorient) et Guy Schlatter (Université Louis Pasteur, Strasbourg) pour
avoir accepté de juger ce travail de thèse. Je remercie tout particulièrement le
Professeur Serge Bourbigot (ENSCLille - PERF) pour m'avoir fait l'honneur de
présider ce jury de thèse. Je voudrais vous exprimer toute ma reconnaissance pour
l'intérêt que vous avez porté à mon travail et vos encouragements, pour votre
expertise qui a permis de faire avancer de manière significative ce projet.

D'autres collaborations ont été essentielles pour mener à bien ce travail de
recherche. Je remercie donc la Société Biocycle/PHB Industrial SA (Brésil)
représentée par Messieurs Ortega et Nascimento pour nous avoir fourni
gracieusement les précieux PHAs, Mme Ducruet (ENSAIA - AgroParitech) pour le
dosage des protéines, Mme Pourroy, directrice du GMI (IPCMS Strasbourg), pour
nous avoir autorisé à utiliser les équipements de DRX et d'ATG, et enfin Mme
Foussat du Service Caractérisation de l'ICS Strasbourg pour les analyses par CES.

J'adresse mes plus sincères remerciements à "chef" (Eric) pour m'avoir
supportée au quotidien durant ces 3 années. Merci pour ta disponibilité et ta
patience, pour tes nombreux conseils avisés et autres "trucs et astuces" toujours
payants, pour ta "zénitude" et ton flegme qui m'auront toujours sidérés, pour ton
inépuisable sens de la répartie…et la liste est encore longue. Bref, une personne
sans qui les "bas" auraient été encore plus bas.

Je n'oublie pas les personnes qui ont participé de près ou de loin à ce projet
de recherche : Zuzana et son grain de folie (rassurez-vous, juste ce qu'il faut !),
Fred, Elodie et Ludovic ; ainsi que les personnes qui m'ont côtoyée au quotidien i.e.
3les locataires du R1N2Bu1 : Fred, déjà cité, mais aussi P et la fouine masquée.

Un grand merci à tous les permanents du labo : Guy, Cyril, Nicolas,
Christophe Serra et M. Muller qui ont pu me renseigner sur une question, un point
crucial ; Christophe S. que je ne remercierai jamais assez, Christophe M. et Thierry
le SOS dépannage du labo avec leur doigts de fée ; et enfin Chhengounette, (avec
l'accent SVP !), Dju et Catherine pour leur aide dans l'intendance au quotidien.

…/…
Merci également à tous les thésards et post-docs qui m'ont montré la voie :
Guillaume, Guigui, Laurent, Sophie, Doreen, Khaled et à tous les autres qui
participent aujourd'hui à la vie de ce labo : Fanny et son rire inimitable, Rony,
Cheveux, Laure…

Je tiens enfin à remercier l'ensemble des personnes qui m'ont conseillée et
soutenue dans les moments difficiles et qui m'ont aidé à surmonter les épreuves :
en tout premier lieu M'man et P'pa, M. Lopez, Rose-Anne et Jean-Charles, Gilbert,
Colette, Rosine et les Jean-Claude, Virginie et Antoine et les anciens A7iens (Cyril,
Hélène, Julie, Lucie, Nadège, Romain, Thorsten et Xav).



















Abréviations

PHA(s) Polyhydroxyalcanoate(s)
PHAp Polyhydroxyalcanoate purifié
PHB Polyhydroxybutyrate
PHBp Polyhydroxybutyrate
HV Hydroxyvalérate
PHBV Poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalérate)
PHBVp Poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalérate) purifié
LA Acide lactique
PLA Poly(acide lactique) ou polylactide
ε-CL ε-caprolactone
PCL Polycaprolactone
o-PCL Oligo-caprolactone
BAP Biodegradable aliphatic polyester
PBS Poly(butylene succinate)
PBSA Poly(butylsuccinate-co-adipate)
PBAT Poly(butylsuccinate-co-butylene terephtalate)
PEG Polyethylene glycol
PEA Polyesteramide
Rsd Résidus de fermentation
S-Alk ou 2M2HT Dimethyl dihydrogenated tallow ammonium
S-Bz ou 2MBHT Dimethyl benzyl hydrogenated tallow ammonium
S-EtOH ou MTEtOH Methyl bis-2-hydroxyethyl tallow ammonium
TEA Triethylamine
TMA Tetramethyl ammonium
MMT Montmorillonite
MMT-Na Montmorillonite sodique ou montmorillonite naturelle
OMMT Montmorilloorganomodifiée
OMMT-Alk Montmorillonite organomodifiée par S-Alk (ou 2M2HT)
OMMT-Bz Montmorillonite organomodifiée par S-Bz (ou 2MBHT)
OMMT-OH Montmorillonite organomodifiée par S-EtOH (ou MT2EtOH)
OLS ou OMLS Organo-modified layered silicates
SFM Synthetic fluoromica
CEC Capacité d’échange cationique
CES / SEC Chromatographie d’exclusion stérique
RMN / NMR Résonance magnétique nucléaire
DRX / XRD Diffraction des rayons X
WAXS Diffraction des rayons X aux grands angles (2θ>1010°)
SAXS Diffraction rayons X aux petits angles (2θ=0 à 10°)
MET / TEM Microscop(i)e électronique à transmission
ATG / TGA ou TG Analyse thermogravimetrique, i.e. courbe de perte de masse
DTG Dérivée de la perte de masse
DSC Calorimétrie différentielle à balayage
DMTA ou DMA Analyse thermo-mécanique dynamique
RDA Analyse rhéologique dynamique
γ (mJ/m²) Energie de surface solide/vapeur S/V
Ip / PDI Indice de molécularité
Mn Masse molaire moyenne en nombre
Mw olaire moyenne en poids
δ (ppm) Déplacement chimique
d (Å ou nm) Distance interfeuillets
λ (Å ou nm) Longueur d’onde
2θ (°) Angle de diffraction
∆w (%) Taux de matière organique
T (°C) Température de dégradation maximale dmax
T (°C) Température à laquelle la perte de masse est égale à x% de la x%
masse initiale
α et dα Taux de conversion de la réaction et sa dérivée
k(T) Constance cinétique d’Arrhénius
T et dT (°C) Température et sa dérivée
t et dt (s) Temps et sa dérivée
R Constante des gaz parfaits
β Vitesse de montée en température
n Ordre de la réaction ou ordre de diffraction
Energie d’activation Ea
E(kJ/kg) Energie mécanique m
Tg (°C) Température de transition vitreuse
T ou T (°C) Température de fusion f m

T (°C) Température de cristallisation c
T (°C) Temptallisation au refroidissement cc
T (°C) Température de cristallisation à la chauffe ch
∆H (J/g) Enthalpie de cristallisation c
∆H (J/g) cristallisation au refroidissement cc
∆H (J/g) Enthalpie de cristallisation à la chauffe ch
∆H (J/g) Enthalpie de fusion m
∆H (J/g) Enthalpie de fusion du polymère 100% cristallin c 100%
χ (%) Taux de cristallinité
E (MPa) Module d’Young ou module élastique
σ (MPa) Contrainte au seuil y
ε (%) Elongation à la rupture b
E’ Module de conservation
E’’ Module de perte
tan δ Loss angle tangent
G’ Storage modulus
G’’ Loss modulus

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