Encapsulation innovante d'huiles essentielles en vue du développement de pesticides biosourcés à relargage contrôlé

Innovative encapsulation of essential oils for the development of biosourced pesticides with controlled release

• Auteur / Autrice : Chloë Maes
• Direction : Sandrine Bouquillon, Marie-Laure Fauconnier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 26/01/2022
• Etablissement(s) : Reims en cotutelle avec Université de Liège
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie Moléculaire de Reims (ICMR - UMR 7312 CNRS) (Reims, Marne, 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Mathieu Sauthier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Bouquillon, Marie-Laure Fauconnier, Adam Daich, Éric Gontier, Christophe Blecker, Caroline De Clerck, Ludivine Lassois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Adam Daich, Éric Gontier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dendrimères

Biopesticides

Pesticides d'origine végétale

Encapsulation (chimie)

Huiles essentielles

Mots clés libres

Relargage contrôlé

Huile essentielle

Encapsulation

Pesticide biosourcé

Dendrimères

Essential oils

Controlled release

Biosourced pesticide

Dendrimers

Encapsulation

Résumé

Résumé de la thèse intitulée "Encapsulation innovante d’huiles essentielles en vue du développement de pesticides biosourcés à relargage contrôlé":Les risques engendrés par l’utilisation de pesticides représentent une des polémiques majeures de nos jours. Les huiles essentielles sont des candidates de choix pour le développement de nouveaux produits d’origine naturelle. En effet, de nombreuses études ont montré que ces produits issus d’extraction naturelle de végétaux possèdent un grand nombre d’activités pesticides. Cependant, leur grande volatilité diminue l’efficacité de ces produits dans certaines applications où un effet prolongé est recherché.Cette thèse de doctorat a pour objectif le développement d’une technique d’encapsulation innovante des huiles essentielles à l’aide de dendrimères. Ces macromolécules, ayant une structure arborescente, possèdent une capacité d’encapsulation dans leurs cavités internes et forment des complexes par interactions avec d’autres molécules. De plus, les spécimens utilisés contiennent un substitut d’origine naturelle comme réactif de départ de leur synthèse : le glycérol. Ceci appuie le caractère biosourcé du produit développé.En pratique, quatre familles de glycérodendrimères ont été synthétisées et testées comme encapsulant des huiles essentielles de citronnelle et de cannelle. Ensuite, les procédés d’encapsulation des meilleures combinaisons ont été optimisés afin d’obtenir les meilleurs taux d’encapsulation. Enfin, le produit le plus performant a été étudié sous plusieurs formes : étude des interactions entre l’huile essentielle et le dendrimère, cinétique de relargage de la molécule volatile active et essai biologique (inhibition de la germination d’adventices) dans différentes conditions et concentrations.

Abstract of the thesis "Innovative encapsulation of essential oils for the development of biosourced pesticides with controlled release":These days, the risks generated by the pesticides use are one of the major controversies. Essential oils are prime candidates for the development of new products of natural origin. Indeed, numerous studies have shown that these products, which are obtained naturally from plants, have a large number of pesticide activities. However, their high volatility reduces the effectiveness of these products in certain applications where a prolonged effect is desired.This doctoral thesis aims to develop an innovative encapsulation technique for essential oils using dendrimers. These macromolecules having a tree structure, they have the ability to encapsulate in their internal cavities and to form complexes through interactions with other molecules. In addition, the specimens used contain a substitute of natural origin as the starting reagents for their synthesis: glycerol. This supports the bio-based nature of the product developed.In practice, four families of glycerodendrimers have been synthesized and tested as encapsulating essential oils of lemongrass and cinnamon. Then, the best combination encapsulation processes were optimized to achieve the best encapsulation rates. Finally, the best formulation has been studied in several forms: study of the interactions between the essential oil and the dendrimer, kinetics of release of the active volatile molecule and biological tests (inhibition of the germination of weeds) under different conditions and concentrations.Keywords : biosourced pesticide, essential oils, encapsulation, dendrimers, controlled release