Laboratoire et équipe d’accueil
L’offre de thèse est proposée au sein du Pôle Thématique de Recherche « Systèmes énergétiques et procédés » de l’IRDL dont les activités portent sur la caractérisation et la modélisation numérique de problèmes multi‑physiques à l’échelle des matériaux, des procédés ou des systèmes. L’équipe est membre de l’Institut Carnot AgriFood Transition.
Intitulé du sujet de recherche pour lequel le recrutement est proposé :
Transformation de denrées alimentaires par déshydratation osmotique : optimisation de la qualité des produits et de l’efficacité énergétique du procédé
Mots-clés
Déshydratation osmotique, prétraitements, conservation, végétaux, produits de la mer, transfert de matière, membrane semi-perméable
Résumé
Le Grand Ouest (Bretagne, Normandie et Pays de la Loire) est un territoire mondialement reconnu pour ces filières agro-alimentaires. Dans ce secteur, les opérations de séchage sont des étapes-clefs de la transformation de nombreuses matières premières. Parmi ces opérations, la déshydratation osmotique est un procédé qui trouve une large gamme d’application pour la conservation de produits hautement périssables. L’aliment est traité à basse température et à l’abri de l’oxygène ce qui est particulièrement favorable pour les produits sensibles aux réactions de dégradation oxydative et thermique.
Ce procédé fait intervenir des étapes de mise en contact des produits alimentaires avec des solutions aqueuses concentrées (sels, acides, sucres) entrainant la diminution de l’activité de l’eau du produit. Aujourd’hui, des procédés continus sont mis en place en enveloppant le produit dans une membrane semi-perméable avant immersion dans la solution osmotique. Il est ainsi possible de limiter le transfert de soluté des saumures vers le produit. Ces procédés doivent être optimisés en fonction des matières premières traitées. Les approches scientifiques et technologiques vont concerner les trois éléments constitutifs du procédé : le produit alimentaire, la membrane semi-perméable et la saumure.
Alors que le temps d’immersion et la température sont des paramètres communs aux trois éléments, chacun d’entre eux doit être caractérisés finement. Pour le produit, on s’intéressera à la diffusivité effective de l’eau, à celle du soluté, à sa porosité, à sa densité, à son épaisseur, … ainsi qu’aux caractéristiques organoleptiques telles que la couleur ou la texture. Souvent, ce produit subira des opérations préalables telles que le broyage et sera formulé afin de maitriser sa rhéologie et sa capacité de conservation. La membrane semi-perméable doit également être caractérisée en termes de perméabilité à l’eau et aux solutés. Les cinétiques de colmatage doivent être identifiées et les aspects microbiologiques sont également essentiels. Il est possible de recourir à des membranes à usage unique ce qui induit des coûts financiers et environnementaux non négligeables. Enfin, pour la solution, l’attention est portée sur sa viscosité, son vieillissement en termes de dilution par l’eau constitutive des aliments et sa contamination microbiologique. Un procédé de régénération de saumures et généralement mis en place.
Afin d’améliorer l’efficacité du procédé de déshydratation osmotique, divers prétraitements peuvent être appliqués pour faciliter la diffusion de l’eau : champs électriques pulsés, détente instantanée contrôlée, ultrasons ou encore congélation cryogénique. Pour une conservation de très longue durée, le produit obtenu après déshydratation osmotique peut encore subir un traitement complémentaire, tel qu’un séchage, une pasteurisation ou une congélation.
Les travaux envisagés au cours de cette thèse visent à :
- établir des cinétiques de déshydratation osmotique à l’échelle laboratoire en mode discontinu en fonction des paramètres opératoires et pour une gamme représentative des produits des industriels partenaires du projet,
- proposer une modélisation phénoménologique monodimensionnelle des transferts de matière,
- caractériser le produit déshydraté (texture, activité de l’eau, température de transition vitreuse, réhydratation, couleur, porosité…),
- mettre en place des prétraitements maîtrisés au laboratoire afin d’améliorer la déshydratation,
- évaluer l’efficacité énergétique de l’ensemble du procédé.
L’ensemble des travaux est accompagné par un équipementier spécialiste des procédés agro-industriels et par un consortium d’industriels du secteur agroalimentaire breton.
Type de formation souhaitée
Le candidat est titulaire d’un Master / Ingénieur en génie des (bio)procédés ou Industries agroalimentaires.
Les candidats disposant d’une formation en « physique générale » peuvent également postuler.
Compétences requises
- Procédés (expérimentation et modélisation)
- Phénomènes de transfert (matière)
- Analyses physico-chimiques
- Logiciel R, Matlab, VBA (facultatif)
- Maîtrise de l’anglais écrit
- Capacités de synthèse
Conditions du contrat :
Financement : Contrat doctoral d’établissement (CDE) / Collectivité territoriale
Durée : 36 mois
Début : octobre/décembre 2022
Lieu de travail : IRDL-UBS, Centre Universitaire de Pontivy, Allée des Pommiers, F-56300 Pontivy
Contact
Dépôt de votre candidature : https://theses.doctorat-bretagneloire.fr/spi/cde-theses-2022
Cliquer sur l’unité de recherche : UMR CNRS 6027 Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL)
Identifier le titre de la thèse et cliquer sur Remplir un dossier de candidature
Attention, les candidatures sont ouvertes jusqu’au 24 avril 2022 minuit
Constitution du dossier de candidature
Le dossier de candidature doit être un document unique au format pdf (identifié ainsi nom_prenom.pdf)
Le dossier de candidature devra comporter obligatoirement :
- votre CV
- votre lettre de motivation faisant apparaître le projet professionnel
- vos relevés de notes de Bac +3 à Bac +5 ou équivalent, joindre les documents en votre possession. Il vous sera possible de compléter votre dossier avec vos résultats définitifs si vous êtes convoqués aux auditions
Le dossier peut être complété de toute pièce que vous jugez nécessaire à la valorisation de votre dossier
Informations complémentaires
<virginie.boy@univ-ubs.fr> et t<homas.lendormi@univ-ubs.fr>
Calendrier du concours
Les auditions se dérouleront du 16 au 31 mai 2022.