Thèse Biocomposites Innovant et Optimisé pour une Valorisation Avancée de la Lignine H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Reims Champagne - Ardenne École doctorale : MPSNI - Mathématiques Physique Sciences du Numérique et de l'Ingénieur Laboratoire de recherche : Matériaux et Ingénierie Mécanique Direction de la thèse : AHMED TARA ORCID 0000000221878870 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59 Face aux enjeux environnementaux et économiques liés à l'utilisation massive de polymères pétrosourcés, le développement de matériaux biosourcés performants constitue un axe stratégique majeur. Les tensions sur les ressources fossiles, marquées par une volatilité des prix et des incertitudes d'approvisionnement, renforcent la nécessité de solutions durables issues de ressources renouvelables.
Parmi celles-ci, la lignine apparaît comme un biopolymère prometteur. Coproduit abondant de l'industrie papetière, elle présente des propriétés intéressantes (structure aromatique, stabilité thermique, activité antioxydante), mais reste encore peu valorisée dans des applications à forte valeur ajoutée.
Le polybutylène succinate (PBS), polyester biodégradable, constitue une matrice de référence pour le développement de biocomposites. D'autres matrices biosourcées peuvent également être envisagées selon les applications. L'intégration de renforts tels que la lignine, les nanofibrilles de cellulose (CNF) et les nanoparticules d'argile permet d'améliorer les performances des matériaux.
Cependant, malgré les avancées sur les propriétés mécaniques et thermiques, un verrou scientifique majeur subsiste concernant les propriétés électriques et diélectriques des biocomposites biosourcés, limitant leur utilisation dans des applications comme l'isolation électrique.
La problématique du projet BIOVAL est de comprendre et maîtriser les relations entre formulation, microstructure et propriétés multifonctionnelles (mécaniques, thermiques et diélectriques). Elle repose sur plusieurs verrous scientifiques :
- dispersion et compatibilisation de la lignine dans la matrice,
- optimisation des interactions interfaciales avec les CNF et les nanoparticules d'argile,
- compréhension des mécanismes de transport et de piégeage des charges.
Un défi clé réside dans le compromis entre performances et biodégradabilité, nécessitant une optimisation fine des formulations.
Enfin, la transposition vers des procédés industriels constitue une perspective importante afin d'assurer la reproductibilité et la valorisation des matériaux développés.
Le projet BIOVAL vise ainsi à développer des nanobiocomposites innovants à base de matrices polymères biosourcées, tout en apportant des connaissances inédites sur leurs propriétés diélectriques, à l'interface entre science des matériaux et enjeux industriels.

Nous recherchons un(e) candidat(e) motivé(e), titulaire d'un Master (ou équivalent) en science des matériaux, génie des matériaux, physico-chimie des polymères ou domaine connexe.
Le/la candidat(e) devra posséder de bonnes bases en science des polymères et en caractérisation des matériaux (mécanique, thermique et idéalement diélectrique). Une expérience en formulation de composites ou nanocomposites et/ou en procédés de mise en oeuvre (mélangeage, extrusion, films) sera appréciée.
Le/la doctorant(e) conduira un projet de recherche pluridisciplinaire à l'interface matériaux-procédés. Des compétences en rédaction scientifique (rapports, articles) et en communication (présentations orales, valorisation des résultats) sont indispensables.
Rigueur, autonomie, capacité d'analyse et esprit d'initiative sont attendues, ainsi qu'une aptitude à évoluer dans un environnement collaboratif (académique et industriel).
Une sensibilité aux enjeux des matériaux biosourcés et de la durabilité est souhaitée. Une bonne maîtrise de l'anglais scientifique est requise.
Le projet doctoral, d'une durée de 3 ans à compter d'octobre 2026, avec financement acquis, sera réalisé au sein du laboratoire MATIM, spécialisé en science et ingénierie des matériaux et des procédés, avec un axe orienté vers les matériaux biosourcés. Le laboratoire offre un environnement structuré, des équipements scientifiques et des collaborations actives.