Congélation Hybride de Produits Alimentaires Par

92160 ANTONY _

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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.

**Environnement de travail, missions et activités**:
**ENVIRONNEMENT DE TRAVAIL**

Cette thèse se fera dans le cadre d’une collaboration entre l’unité de recherche Génie des procédés FRIgorifiques pour la Sécurité alimentaire et l’Environnement (FRISE) de l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement INRAE et De Vinci Research Center (DVRC).
- L’unité de recherche FRISE localisée sur le site de l’INRAE d'Antony (92), développe des activités de recherche finalisée portant sur la production et l’utilisation du froid, et ce, dans l’objectif d’assurer la maîtrise des températures et de la qualité des produits alimentaires dans la chaîne du froid, tout en assurant un faible impact énergétique et environnemental.
- De Vinci Research Center regroupe tous les enseignants-chercheurs des écoles du Pôle Léonard de Vinci : l’Ecole de Management (EMLV) et l’école d’Ingénieurs (ESILV). La recherche, axée sur l’innovation et le numérique, se structure au sein de trois groupes de recherche et d’une cellule de recherche partenariale.

Vous serez accueilli(e) au sein de l’UR FRISE

**MISSION ET ACTIVITÉS**

**Problématique - enjeux scientifiques et technologiques**

La congélation est utilisée pour conserver les produits sur de longues périodes en ralentissant les réactions de dégradation biochimique et en inhibant la croissance microbienne. Elle se caractérise par un changement d’état de l’eau, appelé cristallisation, qui passe d’une phase liquide et mobile à une phase solide et immobile sous forme de cristaux de glace à la suite de l’abaissement de la température. Les caractéristiques des cristaux de glace (taille, nombre, forme et localisation) sont définies au cours de la congélation. Cependant, ces caractéristiques évoluent souvent en cours de conservation notamment par la recristallisation qui se caractérise par une croissance des gros cristaux au dépens des petits cristaux. Or, des cristaux de grande taille sont susceptibles d’endommager les parois cellulaires des produits et ainsi donner lieu à une perte de qualité texturale, sensorielle et nutritionnelle (accélération des réactions biochimiques, exsudation, perte en nutriments). La réduction des dommages (pertes et gaspillages) liés à la congélation, notamment par les phénomènes de recristallisation, est donc un facteur clé de la conservation des produits alimentaires sur de longues périodes avec une qualité proche de celle des produits frais.

En présence d’eau et selon les conditions de température et de pression utilisées, certains gaz forment des clathrates d’hydrates qui sont des structures cristallines constituées de molécules d’eau liées entre elles par des liaisons hydrogène. Les hydrates sont donc des cristaux d’aspect comparable à ceux de la glace mais de taille inférieure et qui mobilisent de grandes quantités de molécules d’eau lors de leur formation. Dans les produits alimentaires, la formation d’hydrates pourrait ainsi contribuer à réduire la taille et le nombre de cristaux formés au cours du procédé de congélation (moins d’eau disponible) et ainsi permettre une meilleure préservation de la qualité des produits congelés. Par ailleurs, ces hydrates de gaz pourraient avoir d’autres impacts positifs sur le procédé de congélation : (_i_) limitation des phénomènes de recristallisation grâce à une morphologie des cristaux très stables dans le temps et une diffusion plus faible des molécules d’eau disponibles ; (_ii_) congélation complète des produits à des températures plus élevées que la température conventionnelle de congélation (-18 °C), avec potentiellement une économie d’énergie substantielle. Toutefois, il est indispensable dans ce type de scénario moins énergivore de s’assurer de la qualité des produits.

**Objectifs de la thèse et méthodologie**

Cette thèse a pour objectif de caractériser un nouveau procédé de congélation hybride par formation d’hydrates, en déterminant en particulier son potentiel en termes préservation des caractéristiques de qualité des produits alimentaires et d’efficacité énergétique.

La métho