Plast-nmr : Suivi de La Dégradation de Plastiques

35044 RENNES _

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**Présentation INRAE**:
L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

.L’unité 1466 OPAALE de Rennes développe des activités de recherche visant à promouvoir des solutions technologiques et organisationnelles innovantes de valorisation de matières alimentaires, biomasses et déchets.

**Environnement de travail, missions et activités**:
Les emballages alimentaires en plastique pétrosourcé font partie des objets difficiles à trier et à valoriser dans les ordures ménagères. Souillés et endommagés, ils finissent leur vie en incinération ou en centre d’enfouissement où ils génèrent des micro
- et nano-plastiques qui représentent à long terme un risque environnemental et sanitaire important.

Aujourd’hui de nombreux matériaux alternatifs sont biodégradables. Triés à la source, ils peuvent être traités avec les biodéchets et dégradés en conditions de compostage industriel ou domestique. Leur comportement dans les filières de méthanisation est cependant mal connu.

Dans ce contexte, deux équipes d’INRAE travaillent ensemble sur un projet financé par l’ANR (BioCyPlast ANR-21-CE43-0009). La stratégie du projet est basée sur:

- la sélection de matériaux biodégradables commerciaux et construction de matériaux sur mesure (avec différentes formulations, structures, tailles, cristallinités...) dédiés à l'étude de leur dégradation
- le suivi expérimental de leur devenir dans des conditions contrôlées de compostage et de digestion anaérobie
- le développement d'outils pour suivre les mécanismes de colonisation et de dégradation des plastiques jusqu'à la génération des micro-, nanoplastiques
- l'intégration de toutes ces données dans des approches de modélisation prédictive pour anticiper l'empreinte écologique des plastiques biodégradables, de la conception des matériaux aux systèmes de gestion des biodéchets

Les matériaux étudiés dans ce projet sont fabriqués à partir de polymères biosourcés et biodégradables. Ils sont en cours d’évaluation pour mesurer leur dégradation dans les sols, en compostage et en méthanisation.

Les méthodes normées permettant de mesurer une biodégradabilité reposent, pour la plupart, sur des mesures de masse ou des tests biologiques qui ne permettent pas un suivi en ligne de l’évolution de la biodégradation. Les suivis réalisés par analyses chimiques ou physico chimiques sont généralement destructifs. **L’objectif du projet Plast-NMR est de proposer une nouvelle méthode non destructive qui permette de mesurer quantitativement la biodégradabilité des plastiques biodégradables**.

L’ingénieur(e) de recherche mènera des recherches en génie des procédés et en analyses chimiques avec le double objectif de:

- développer une méthode de mesure fiable et en temps réel de la dégradation des plastiques biodégradables
- mieux comprendre les processus de biodégradation des plastiques biodégradables en conditions de méthanisation.
- L’ingénieur utilisera des réacteurs pilotes de méthanisation, déjà en place mais qu’il devra optimiser afin de permettre des analyses at-line tout au long du processus de dégradation anaérobie. Ces analyses seront focalisées sur des mesures de RMN à bas champ (domaine temporel) du fait de leur caractère non destructif et non invasif. Il s’agira de valider cette méthode par les techniques classiques (selon les normes européennes) de mesure de la biodégradabilité comme les mesures respirométriques (mesure de la production de biogaz) ou via d’autres techniques physico chimiques comme des analyses thermogravimétriques ou Infrarouge.

Dans le but de mieux comprendre les mécanismes biologiques sous-jacents à cette dégradation, les mesures de RMN à bas champ seront complétées par la caractérisation des métabolites produits. Pour ceci diverses méthodes spectrométriques seront exploitées comme la RMN à haut champ et la spectrométrie de masse.

Il(elle) portera la réalisation des expérimentations dans des réacteurs pilotes et en RMN. Il(elle) devra s’assurer également de leur interprétation et de leur traçabilité, depuis la donnée jusqu’à l’analyse sous forme de rapports, et leur valorisation sous forme de communications dans des congrès et d’articles dans des revues scientifiq