N° d'ordre

Céline Geneau

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

• mémoire

N° d'ordre : 2394 THESE présentée pour obtenir le titre de DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE ECOLE DOCTORALE : Transferts, Dynamique des Fluides, Energétique et Procédés (TYFEP) SPECIALITE : Sciences des Agroressources par Mlle Céline GENEAU PROCEDE D'ELABORATION D'AGROMATERIAU COMPOSITE NATUREL PAR EXTRUSION BIVIS ET INJECTION MOULAGE DE TOURTEAU DE TOURNESOL Soutenue le 14 Novembre 2006 devant le jury composé de : M. Christophe GOURDON Professeur à l'INPT – LGC – ENSIACET – Toulouse Président Mme Françoise SILVESTRE Professeur à l'INPT – LCA – ENSIACET – Toulouse Directeurs de thèse M. Luc RIGAL Ingénieur de Recherche, HDR – LCA – ENSIACET – Toulouse MM. Jack LEGRAND Directeur de Recherche – CNRS – GEPEA – Saint-Nazaire Rapporteurs Yves POPINEAU Directeur de Recherche – INRA – Nantes MM. Frédéric VIOLLEAU Enseignant Chercheur – Laboratoire d'Agro-Physiologie –Ecole d'Ingénieur de Purpan – Toulouse Membres Jérôme SILVESTRE Ingénieur d'Etude – LAEE–ENSAT – Toulouse Urbain MAKOUMBOU Ingénieur de Recherche – Service R&D – AB7 Industrie – Deymes * Directeur de thèse Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle – UMR 1010 INRA/INP-ENSIACET 118, Route de Narbonne – 31077 Toulouse Cedex 04

• laboratoire d'agro-physiologie


• ecole nationale


• agro-industrielle de l'ecole nationale


• supérieure des ingénieurs en arts chimiques


• graine de tournesol au tourteau pailleux


• supérieure agronomique de toulouse


• tournesol


• dea sciences des agro-ressources


• tourteau de tournesol

Sujets

• Mémoire
• Silvestre
• Matière
• École nationale supérieure des ingénieurs en arts chimiques et technologiques
• Aldebert
• Delmas
• Laboratoire de chimie
• Gourdon
• Guillemin

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 novembre 2006
• Nombre de lectures: 130
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

N° d’ordre : 2394
THESE

présentée pour obtenir le titre de

DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE

ECOLE DOCTORALE : Transferts, Dynamique des Fluides, Energétique et Procédés
(TYFEP)
SPECIALITE : Sciences des Agroressources

par Mlle Céline GENEAU



PROCEDE D’ELABORATION D’AGROMATERIAU COMPOSITE
NATUREL PAR EXTRUSION BIVIS ET INJECTION MOULAGE DE
TOURTEAU DE TOURNESOL



Soutenue le 14 Novembre 2006 devant le jury composé de :

M. Christophe GOURDON Président
Professeur à l’INPT – LGC – ENSIACET – Toulouse
Mme Françoise SILVESTRE Directeurs de ’INPT – LCA – ENSIACET – Toulouse thèse
M. Luc RIGAL
Ingénieur de Recherche, HDR – LCA – ENSIACET – Toulouse
MM. Jack LEGRAND Rapporteurs
Directeur de Recherche – CNRS – GEPEA – Saint-Nazaire
Yves POPINEAU Recherche – INRA – Nantes
MM. Frédéric VIOLLEAU Membres
Enseignant Chercheur – Laboratoire d’Agro-Physiologie –Ecole
d’Ingénieur de Purpan – Toulouse
Jérôme SILVESTRE
Ingénieur d’Etude – LAEE–ENSAT – Toulouse
Urbain MAKOUMBOU
Ingénieur de Recherche – Service R&D – AB7 Industrie – Deymes

* Directeur de thèse

Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle – UMR 1010 INRA/INP-ENSIACET
118, Route de Narbonne – 31077 Toulouse Cedex 04





A mon « copain » Michel,
A Pépé Jojo,
Sans qui la fibre agro ne serait peut-être jamais apparue.



« Puisqu'on ne peut être universel en sachant tout ce qui se peut savoir sur tout,
il faut savoir peu de tout, car il est bien plus beau de savoir quelque chose de
tout que de savoir tout d'une chose. Cette universalité est la plus belle. Si on
pouvait avoir les deux encore mieux, mais s'il faut choisir il faut choisir celle-là.
Et le monde le sait et le fait, car le monde est un bon juge souvent. », Pensées,
Blaise Pascal (1623-1662).


« En essayant continuellement, on finit par réussir, donc : plus on rate, plus a de
chances que ça marche. », Les Shadocks.


Remerciements

Les travaux de recherche qui font l’objet de ce mémoire ont été réalisés au Laboratoire de Chimie
Agro-Industrielle de l’Ecole Nationale Supérieure des Ingénieurs en Arts Chimiques et
Technologiques (ENSIACET, Institut National Polytechnique de Toulouse), dirigé par le Professeur
Marie-Elisabeth BORREDON.

Madame le Professeur Marie-Elisabeth BORREDON, je vous remercie de m’avoir permis
d’abord d’intégrer le DEA Sciences des Agro-ressources, puis de m’avoir accueillie dans votre
laboratoire.

Monsieur Jack LEGRAND, je vous suis très reconnaissante d’avoir accepté de juger mon travail,
et d’avoir pris le temps de rapporter ce mémoire volumineux.

Monsieur Yves POPINEAU, je vous remercie d’avoir apporté autant de rigueur dans
l’appréciation de mes recherches. Mes futurs travaux n’en seront que meilleurs.

Monsieur Luc RIGAL, je vous remercie tout particulièrement de m’avoir accueillie au sein de
votre groupe de recherche et de m’avoir fait confiance pour ce sujet pluridisciplinaire et à forte
composante technologique. Merci pour tous vos conseils scientifiques ou non, que vous avez su me
donner aux moments opportuns.

Madame le Professeur Françoise SILVESTRE, je tiens à vous exprimer ma profonde gratitude
pour la confiance que vous m’avez accordée pour réaliser ce travail de thèse, ainsi que pour vos
multiples et précieux conseils scientifiques, professionnels ou tout simplement humains.

Monsieur Jérôme SILVESTRE, merci de m’avoir permis d’épisodiques retours vers mes
premières amours (l’Agro) en m’ayant permis de réaliser les tests agronomiques dans les serres de
l’Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse. Cette bouffée d’oxygène relançait le moteur !
(Récréation Nature dans mon monde techno !)

Monsieur Frédéric VIOLLEAU, je te remercie particulièrement de m’avoir ouvert les portes du
Laboratoire d’Agro-Physiologie de l’Ecole d’Ingénieurs de Purpan, et ainsi d’avoir contribué à ma
pluridisciplinarité. (Récréation BioMol et Analytique dans mon monde de plastique !)

Monsieur Urbain MAKOUMBOU, Céline te remercie de m’avoir initié à l’extrusion du tourteau
de tournesol (moins capricieux que Madame de B, ouf !), d’avoir suivi mes avancées, de m’avoir

apporté tes conseils. Cécile te remercie de ton influence no stress et des discussions sur tout et rien …
sur la Vie …

Je tiens à remercier également toutes les personnes qui ont contribué au bon déroulement de mes
travaux :
Monsieur Emmanuel ANDRE, de l’atelier plasturgie du Lycée Roland Garros de Toulouse, pour
son aide dans l’élaboration du cahier des charges du moule de pot,
Messieurs Philippe DELMAS, Bruno FABIE, Francis GARDRAS et Guy ALDEBERT du Lycée
polyvalent de Decazeville, pour la réalisation du moule de pot,
Monsieur Yannick BELLMANN, pour l’optimisation des moules,
Madame Mireille GAUCHER, pour son aide technique au Laboratoire d’Agro-Physiologie, et
Monsieur Roland CAZALIS, pour sa patience lors de ma formation à l’éléctrophorèse,
Les hommes musclés de l’atelier pour leur coups non pas de pouce mais de biceps, MERCI Gilles,
Thierry, Serge, Pascal, …qu’aurais-je pu monter, démonter et rafistoler sans vous ?
Jean-Christophe ANDRIEUX et Jérémie GUILLEMIN, pour leur contribution à l’acquisition de
résultats.

Au sein du LCA, j’ai rencontré et travaillé avec de nombreuses personnes qui m’ont apporté leur
aide et surtout leur bonne humeur :
Antoine (parrain de Madame de B puis de Tourteau), Cathy (Miss MacGyver), AnneGinette
(fashion coach, thanks), Michel (Grand Schtroumph préféré), Didier (Speedy Gonzalez), Virginie
(plus tête en l’air que moi ça existe !?!), Julien H (musclor-fillot de tourteau sans peur et sans
reproche), Philippe E et Ma, Jérôme (gling « Ah ! Bonjour Cher Ami ! » gling), Gaël et Sandrine
(gloups gloups fiouc fiouc fiouc) Eric et Mike (gloups gloups fiouc fiouc fiouc aussi), Laure
(mamounette toujours), Julien B (papounet même de loin), Géraldine (SOS véto), Brigitte, HiHiHiHi-
Ika, Jérémy (le Jedi qui chante Brèchallune), Christophe (le gentil géant), …
Marjorie et Aurélie (les rieuses râleuses), merci tout simplement d’être là.

Sylou, Fuby, Philippe, Renaud, Marie, Tonie, … de prêt comme de loin ça fait du bien d’avoir des
copains !

Maman, Papa, Anne, Isa, Mouley, Mehdi, Chantal, Mémé, Pépé, Annie, Charly, Eva et Edith,
qu’aurais-je pu accomplir sans vous ? Quelles qu’ont été mes décisions, vous m’avez toujours
soutenu, vous êtes le « bio »carburant de mon moteur, mon point de repère, ma source intarissable de
bien être… MERCI du fond du cœur.
Zou, merci de m’avoir supporté autant que je t’ai supporté quelques mois plus tôt, et surtout
merci d’avoir partagé ces années toulousaines.

Sommaire


SOMMAIRE

INTRODUCTION 9
1 CHAPITRE 1 : LE TOURTEAU DE TOURNESOL, UNE MATIERE PREMIERE
ORIGINALE POUR LA FABRICATION D’AGROMATERIAUX COMPOSITES
PLASTIQUES BIODEGRADABLES 13
1.1 Le tournesol et son tourteau 13
1.1.1 Contexte historique et économique 13
1.1.2 De la graine de tournesol au tourteau pailleux déshuilé : procédé industriel 17
1.1.3 Les valorisations du tourteau de tournesol 20
1.2 Les matériaux plastiques : une cible redécouverte pour la valorisation des agroressources 23
1.2.1 Rappels historiques et économiques sur les matières plastiques 23
1.2.2 Définitions et caractéristiques des plastiques 28
1.3 Les biopolymères utilisés dans le domaine des matériaux 56
1.3.1 Les hydrates de carbone 57
1.3.2 Composés phénoliques 72
1.3.3 Lipides 74
1.3.4 Protéines 75
1.3.5 Composés minoritaires 83
1.4 Plasturgie : technologies de mise en forme des agromatériaux 84
1.4.1 Le thermopressage 84
1.4.2 L’extrusion 85
1.4.3 L’injection moulage 93
1.5 Conclusion 108
2 CHAPITRE 2 : LES CONSTITUANTS DU TOURTEAU DE TOURNESOL :
NATURE ET FONCTION POUR LA MISE EN FORME D’OBJETS COMPOSITES
MOULES. 113
2.1 Introduction 113
2.2 Caractérisation de la composition du tourteau de tournesol 114
2.3 Caractérisation physico-chimique des tourteaux de tournesol 119
2.3.1 La fraction protéique 119
- 5 - Sommaire

2.3.2 Stabilité thermique du tourteau de tournesol et de ses constituants 133 <