LABORATOIRE CHARLES COULOMB OFFRE DE THESE 2016

LABORATOIRE CHARLES COULOMB
OFFRE DE THESE 2016
Spécialité doctorale : Physique
Inscription en thèse : Université de Montpellier
Date limite de validité de l'offre : Septembre 2016
ENCADREMENT DE LA THESE
Directeur de thèse : Pascale FABRE
Co-encadrant éventuel : Matthieu GEORGE
Correspondant/Contact : Pascale FABRE - Tél. : 0467143982 [email protected]
Titre en français : Biodégradabilité des plastiques en milieu marin.
Etude par AFM des mécanismes physiques de la biodégradation de polymères de différentes
structures en milieu marin
Titre en anglais : Biodegradability of plastics in a marine environment. AFM study of the
physical mechanisms of the biodegradation of polymers of different structures in a marine
environment.
Financement prévu : Recherche de financement en cours. Contacter l’équipe.
Profil(s) de candidats souhaité(s) : Un étudiant en master de physique ou de bio-physique,
motivé par l’expérimentation. Connaissances souhaitées en sciences des matériaux polymères
(structure, physico-chimie et propriétés mécaniques) et goût pour l’analyse et le traitement
d’images. Le candidat devra être prêt à acquérir les connaissances nécessaires en biologie.
Présentation détaillée en français :
La dissémination des plastiques dans les océans est un enjeu environnemental majeur pour les
années qui viennent. Diverses expéditions s‘attachent à identifier la nature, la quantité et
l’impact sur l’environnement des plastiques actuellement répartis en mer. Malgré de
nombreuses études de la dégradation des matériaux, les mécanismes physico-chimiques
microscopiques de la biodégradation en environnement marin sont encore mal connus.
Afin de mieux comprendre ces mécanismes, nous étudions en parallèle l’évolution
concomitante de la population des bactéries sur le matériau polymère et celle de son état
mécanique et de surface.
Dans cette thèse, nous étudierons plus spécifiquement l’évolution des propriétés de surface et
la dégradation des propriétés mécaniques du matériau à l’échelle locale par des techniques de
microscopie à force atomique (AFM) telles que : mesures de rugosité, nano-abrasion,
résonance de contact, à différentes étapes de la colonisation et de la formation du biofilm.
Divers matériaux ‘classiques’ seront utilisés et comparés, de biodégradabilité variées (PE,
PHBV, PCL, PLA). Par ailleurs, des matériaux copolymères originaux de différentes
structures seront étudiés afin d’explorer leur potentiel en tant que matériaux à la fois
biodégradables et aux bonnes propriétés mécaniques. Nous nous attacherons à faire le lien
entre la structuration du matériau à l’échelle très locale (cristallinité, type et taille de la
nanostructure) et ses capacités de biodégradation.
Présentation détaillée en anglais
The spreading of plastics in the oceans in a major challenge for the coming years. Several
expeditions focus on identifying the nature, amount and impact of these plastics on the
environment. In spite of many studies on the biodegradability of materials, the physical
mechanisms of biodegradation at a microscopic scale are still ill-understood.
In order to better understand these mechanisms, we study the concomitant evolution of the
bacteria colonies on the polymer and its mechanical and surfacial state.
In this PhD, we will study more specifically the evolution of surface properties and
degradation of the mechanical properties of the polymer at the local scale at different stages of
colonization and biofilm formation with atomic force microscopy techniques such as :
roughness measurement, nano-scratch tests, contact resonance.
‘Classical’ material with different biodegradation properties (PE, PHBV, PCL, PLA) will be
used. Moreover, original copolymers of different structures with good mechanical properties
will be studied in order to investigate their ability to be biodegraded efficiently. We will focus
on the relation between the micro and nano structure of the material (cristallinity, type and
periodicity) and its biodegradation abilities.
INFORMATIONS SUPPLEMENTAIRES UTILES
Particularités de l'encadrement :
Le sujet se fera en collaboration étroite avec :
JF Ghiglione, laboratoire d’océanographie marine de Banyuls
JJ Robin, institut Charles Gerhardt, Montpellier
Des séjours dans le laboratoire océanographique de Banyuls seront nécessaires pour mener à
bien les expériences.