Thèse soutenue

Emulsions stabilisées par des nanocristaux de cellulose : élaboration et propriétés fonctionnelles
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Auteur / Autrice : Fanch Cherhal
Direction : Bernard CathalaIsabelle Capron
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biotechnologies agroalimentaires, Sciences de l'aliment – Physico-chimie des émulsions
Date : Soutenance en 2015
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques
Jury : Président / Présidente : Olivier Chauvet
Examinateurs / Examinatrices : Bernard Cathala, Isabelle Capron, Olivier Chauvet, Laurent Heux, Arnaud Saint-Jalmes
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Heux, Arnaud Saint-Jalmes

Mots clés

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Mots clés libres

Résumé

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Ces dernières années, un essor sur le développement et la caractérisation d’émulsions stabilisées par des particules colloïdales biosourcées a vu le jour. Notamment, les cristaux de polysaccharides tels que la cellulose, constituent des particules plus respectueuses de l’environnement. Un des travaux de cette thèse concernait la caractérisation des nanocristaux de cellulose (NCC) à l’interface eau/huile. Pour cela, trois lots de NCC avec des densités de charges de surfaces variables ont été préparés et caractérisés. Des études en AFM, en MET et en diffusion des neutrons aux petits angles (DNPA) ont permis de visualiser les différentes morphologies et déterminer les dimensions des NCC dans différents milieux salins. Un processus d’agrégation auto-similaire avec des dimensions fractales de 2,1 et 2,3 a été déterminées. Des émulsions de Pickering ont été réalisées avec ces différentes particules. L’évolution des diamètres de gouttes en fonction de la concentration et de la densité de charge de surface des NCC met en évidence deux domaines bien distincts. L’un, gouverné par la coalescence limitée, à recouvrement constant, et l’autre, où il y a une densification de l’interface à diamètre de gouttes constant. L’étude structurale par DNPA a permis de déterminer des épaisseurs de la couche cellulosique de 6 nm à 22 nm selon la densité de charge de surface et la force ionique. Lors d’un ajout de phase interne, on obtient une augmentation des émulsions gels. Ces émulsions ont été caractérisées en granulométrie laser et en microscopie confocale. On constate, qu’en réalisant un ajout d’huile à l’émulsion de départ, il y a apparition d’une deuxième population de goutte aux grands diamètres. En fonction de la quantité de NCC par ml d’hexadécane, on observe une variation de la polydispersité. Cela explique, par le recouvrement de la surface, l’apparition de coalescence au-delà d’une valeur critique de la concentration. Enfin, la texturation des émulsions à haute phase interne (HIPE) formées peut être modulée en fonction de la concentration en NCC, la salinité et la densité de charge de surface.