Avis de soutenance - doctorat - Sara BLILID

Avec l'émergence de questions cruciales liées à des domaines clés comme l'eau, l'énergie, et l'environnement, un intérêt grandissant est porté dernièrement à l'élaboration de nanomatériaux fonctionnels par transformation contrôlée de polymères biosourcés. Cette tendance vise à promouvoir le potentiel de la biomasse d'une façon générale, et plus spécifiquement, celle écartée comme bio-déchets pour obtenir des produits (et matériaux) à très haute valeur ajoutée. C'est dans ce contexte que s'inscrive les travaux décrits dans ce mémoire de thèse. L'idée directrice de nos investigations est de montrer le potentiel de deux matières premières, la cellulose et la chitine, largement disponibles respectivement comme déchets agricoles et déchets marins. Dans la première partie de nos travaux, nous avons décrit de nouvelles réactions de phosphorylation inédites, en vue d'augmenter la réactivité de surface de la cellulose et de la chitine. Une attention particulière est portée à la comparaison de la réactivité des deux polysaccharides à différentes échelles, par utilisation de cellulose et chitine micrométrique et nanométrique. L'installation de groupements phosphates confère à ces polysaccharides une réactivité supplémentaires que nous avons mis à profit pour concevoir des hybrides très originaux. La réactivité et l'accessibilité aux groupements fonctionnels a été évaluée par adsorption de colorants représentatifs des contaminants issus de l'industrie du textile. Le pouvoir adsorbant de certains de nos matériaux montre ainsi le potentiel d'utilisation de ces édifices pour la dépollution des eaux. Nous avons ensuite étendu nos recherches sur les deux polysaccharides en exploitant leur réactivité vis-à-vis d'alcoxydes métalliques (illustrée surtout par ceux de titane) mais aussi de clusters bien définies d'aluminium et de vanadium. Les deux volets nous ont permis d'accéder à différents nanomatériaux fonctionnels. Dans le premier cas, Nous avons pu immobiliser des phases inorganiques en surface (par post-greffage suivi du procédé sol-gel). L'apport des groupements phosphorés a été mis en évidence en comparant les matériaux obtenus avec leurs analogues provenant des polysaccharides non modifiés. Dans le deuxième cas, des suspensions hybrides ont été obtenues par interactions électrostatiques entre la phase polysaccharidique et les clusters inorganiques. Des caractérisations structurales et texturales approfondies ont été effectuées pour élucider les structures finales et ont aussi permis de bien appréhender les interactions à l'interface polysaccharide/minérale. Nous avons à la fin exploré le potentiel des deux polysaccharides modifiés, en tant que charges éco-compatibles pour élaborer des plastiques biodégradables. Les nano-cristaux de cellulose et de chitine phosphorylés se sont révélées d'excellents candidats pour renforcer des films biodégradables de chitosane. Les résultats obtenus indiquent clairement que la phosphorylation de la cellulose et de la chitine constitue un outil incontournable, favorisant ainsi la dispersion de la charge dans le polymère initial, ce qui améliore la tenue mécanique des nano-composites obtenus par comparaison à ceux renforcés avec des charges non modifiées. Une activité antibactérienne très significative est également associée à la présence de groupements phosphates dans ces bioplastiques.