Description du sujetContexteDans un contexte international où les enjeux environnementaux deviennent primordiaux, l’industrie de la détergence doit impérativement s’adapter et proposer des produits de plus en plus respectueux de l’environnement et de l’homme.L’efficacité du nettoyage doit bien sûr être optimale de même que l’innocuité des détergents vis-à-vis des membranes notamment de type polymère. L’ensemble doit contribuer à la durabilité de l’opération de nettoyage à l’échelle industrielle, un des maillons de l’usine « verte » du futur.Les leviers possibles sont donc la formulation de produits « verts » en accord avec des normes européennes, un usage de produits moins agressifs, mais également la mise en place de protocoles alternatifs.Les principaux domaines d’application envisagés concernent le nettoyage de membranes de microfiltration (MF), d’ultrafiltration (UF), de nanofiltration (NF) et d’osmose inverse (OI) de :- Laits de vache entier et écrémé- Lactosérum- Laits végétaux (soja, etc.)Programme de recherche anticipéCe programme s’inscrit dans la continuité de travaux déjà réalisés entre HYPRED (KERSIA) et l’Université de Rennes.Ces premières études ont permis de développer et évaluer les performances de détergents alcalins plus ou moins forts et de détergents enzymatiques. La démarche de déformulation/reformulation qui a été employée a permis de développer de nombreux prototypes dont plusieurs sont désormais au stade commercial.Un point clef de cette réussite est la combinaison des compétences de formulation de Kersia et de la méthodologie développée à ISCR qui permet de comparer les différents détergents testés par une quantification des résidus protéiques sur les membranes nettoyées via l’analyse par ATR-FTIR des surfaces traitées. En outre la méthode permet de démontrer l’innocuité des détergents alcalins et enzymatiques vis-à-vis des membranes et d’analyser l’impact des différents ingrédients sur la détergence.L’objectif de cette thèse est de développer conjointement de nouveaux détergents chimiques (acides et alcalins) et enzymatiques qui seront éco-concus et efficaces vis-à-vis des souillures ciblées.La méthodologie évoquée ci-dessus sera étendue aux détergents acides. Enfin des analyses ACV pourront être mises en place pour estimer l’impact environnemental des détergents. La poursuite de la collaboration initiée entre la société HYPRED, groupe KERSIA et le laboratoire ISCR doit permettre d’atteindre ces objectifs.Les verrous principaux à lever sont les suivants :- Partie formulation :o Actualisation de la compréhension fine des applications et des problématiques industrielleso Choix de matières premières ayant un faible impact environnementalo Optimisation de l’efficacité détergente selon les applications ;o Stabilité des détergents prototypes concentrés (stockage)o Compatibilité avec les matériaux membranaires, absence de résidus quantifiables sur les membranes nettoyéeso Adaptation à l’évolution de la règlementation européenne (REACH, Green deal, règlement bio, etc.)- Partie méthode :o Démarche fondée sur la déformulation de détergents existants (commerciaux ou prototypes) et la reformulation après élimination et remplacement des ingrédients potentiellement problématiques.o Démonstration de l’efficacité détergente des détergents prototypes par la quantification des souillures résiduelles et compréhension des phénomènes pour optimiser la formulation et les process en adoptant un protocole optimisé.o Démonstration de l’innocuité des détergents prototypes vis-à-vis de matériaux membranaires polymères, tels que PES/PVP, PVDF, polyamide.o Tentative d’évaluation de la durée de vie des membranes avec les formules développéeso Repenser le procédé de nettoyage global afin de réduire son impact environnemental : validation/invalidation de l’utilité des produits utilisés en cascade, réduction des volumes d’eau mis en jeu, réduction de la consommation énergétique de l’ensemble.o Evolution de la méthodologie à des détergents acides et élargissement du champs « laiterie » à d’autres produits tels que des laits végétaux (soja, etc.)Parmi les outils utilisés, on trouvera : ATR-FTIR, mesure d’angles de contact et de tensions superficielles, SEM-EDX, nettoyage en conditions de filtration sur des pilotes à différentes échelles (127 cm2 à 6.8 m2)Prise de fonction : 01/10/2024Nature du financementCifrePrécisions sur le financementPrésentation établissement et labo d'accueilInstitut des Sciences Chimiques de Rennes / KERSIA1- Société Hypred, groupe KERSIA, Dinard, employeur (convention CIFRE)2- Institut des Sciences Chimiques de Rennes, Université de Rennes- CNRS- ENSCR, Equipe Chimie et Ingénierie des Procédés (https://iscr.univ-rennes.fr/fr) - Ecole Doctorale «Science de la Matière, des Molécules et Matériaux » de Rennes – S3M- n° 638Au cours des 3 années de thèse, le (la) doctorant(e) sera basé(e) majoritairement à Rennes mais devra également pour une partie de son temps (répartis sur les 3 années) effectuer des essais au sein de la société Hypred, groupe KERSIA à Dinard.Hypred, groupe KERSIA est une société spécialisée dans la formulation et la commercialisation de détergents et désinfectants pour les industries de l’élevage et agro-alimentaires. Depuis plus de 30 ans, Hypred s’engage auprès des filières de l’élevage et de la transformation alimentaire à fournir des produits et solutions garantissant qualité et biosécurité dans un objectif constant : optimiser la performance.Acteur significatif sur ces marchés (second acteur mondial en « Farm » et troisième en « Food »), Hypred, groupe KERSIA bénéficie par sa présence dans plus de 40 pays, d’un dispositif industriel de premier plan permettant d’accompagner ses clients à travers le monde (www.kersia-group.com).L’équipe Chimie et Ingénierie des Procédés de ISCR est spécialisée depuis plus de 30 ans dans les procédés de séparation par membrane appliqués à l’industrie laitière. Etablissement délivrant le doctoratUniversité de Rennes 1Profil du candidatIngénieur chimiste / Master en chimiePossédant de préférence des connaissances dans le domaine de la formulation de détergents et intéressé par les procédés de séparation par membranes appliqués à des fluides alimentaires ainsi que par la mise au point d’analyses pertinentes pour valider l’efficacité du nettoyage.La personne recrutée sera conduite :• à concevoir en partenariat et pour le compte de la société Hypred, des détergents pour le nettoyage en place de membranes de microfiltration (MF), ultrafiltration (UF), nanofiltration (NF) et osmose inverse (OI) utilisées en filtration de fluides laitiers et végétaux,• à valider l’efficacité de détergents commerciaux existants ou nouvellement conçus par des essais à l’échelle pilote de laboratoire en MF, UF, NF, OI en combinant des essais de filtration et des caractérisations physico-chimiques des surfaces (ATR-FTIR, angle de contact, SEM-EDX, etc.) qui seront réalisés au sein d’ISCR à Rennes en adoptant une méthodologie mise au point pour l’UF de lait écrémé et à adapter aux autres cas,• à développer une étude spécifique à la MF pour l’analyse du colmatage en profondeur par toute technique d’analyse pertinente.• à développer des calculs d’ACV pour estimer l’impact environnemental des détergentsLe sujet de thèse est à l’interface de différents domaines : formulation, science des matériaux, physico-chimie des interfaces, génie des procédés, sciences du vivant. La personne recrutée devra donc développer des compétences transversales à ces domaines qui lui demanderont des facultés d’adaptation.La personne recrutée devra également montrer des capacités de travail en équipe, de synthèse des résultats, de rédaction et de communication écrite et orale en français et en anglais.Date limite de candidature 25/06/2024

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