Proposition de Stage M1/m2

**Proposition de stage M1/M2 : Impression 3D de coproduits alimentaires**

**Encadrement : Emilie Korbel, Raphaël Poryles**

Mots clés : Impression 3D, Rhéologie, Coproduits, Expérimentation

**Contexte**

La technologie **d’impression 3D** s'est fortement développée au cours des 15 dernières années, dans tous les domaines où la mise en forme d’un matériau est nécessaire. Son principe est de **fabriquer des objets en 3D** en les
**assemblant couche par couche**. Cette technique, déjà utilisée pour l'impression d'objets en plastique et
également à plus grande échelle pour des matériaux de construction, se développe également pour le domaine de l’ **alimentaire**. En particulier, elle permettrait de façonner des produits d'une manière qui n'est pas possible avec les transformations standards tels que l'extrusion. Un autre avantage de ce procédé est qu'il permet de contrôler facilement la quantité exacte de produit en limitant les déchets qui en résultent. Il permet également de combiner des matières premières pour augmenter les avantages nutritionnels du produit final.

**Description du stage**

Dans notre équipe au **laboratoire GEPEA **(hébergé à ONIRIS), nous nous intéressons au développement de
**techniques innovantes** de transformation des aliments. Nous utilisons actuellement une **imprimante 3D prototype** pour étudier l'imprimabilité **de nouveaux produits alimentaires**. Son principe est d’injecter, en utilisant un pousse-seringue, un **liquide non-Newtonien** (rhéofluidifiant et à seuil) sur un plateau pouvant se déplacer, permettant ainsi de créer un dépôt couche par couche. Le produit injecté est une **solution d'amidon **qui se
**gélatinise** lors de son passage dans une aiguille chauffée par un module Pelletier. Cette **transition de phase** permet d’augmenter la contrainte seuil du fluide, stabilisant ainsi la structure imprimée. L’inclusion de **coproduits**
(produits non valorisés issus d’autres procédés de transformation) dans des ces nouvelles technologies, est un enjeu majeur pour minoriser toute perte de matière première présentant des apports nutritionnels importantes.

Ce stage se déroulera en trois étapes. La première sera de développer des **matériaux imprimables** incluant différents dérivés de produits alimentaires. De nombreux coproduit sont disponible, et l’enjeu est de sélectionner ceux pouvant s’inclure dans la base d’amidon que nous avons déjà développé. Une part importante de cet axe portera sur la **caractérisation des propriétés physiques de ces matériaux**. Il s’agira de mesurer leurs propriétés
**rhéologiques**, leur **tensiométrie** et leurs **propriétés thermodynamiques**. Pour cela nous disposons au laboratoire de nombreux équipements (rhéomètre rotatif, tensiomètre à bulles, micro-calorimètres), qui permettront de prédire à priori la bonne imprimabilité des produits utilisés.

La deuxième partie portera sur la compréhension de la **physique de l’impression**. En effet, une modélisation complète de la déposition est nécessaire, et fait intervenir de nombreux phénomènes **:mécanique des fluides complexes**, **micro-fluidique,** **transferts thermiques et transition de phase**. Une **étude expérimentale de cette déposition** sera menée, en imageant par **caméra ultra rapide** et caméra **thermique** le filament à la sortie de l’aiguille.

Enfin, les **propriétés mécaniques de la structure imprimée** seront mesurées pour valider la stabilité du gel obtenu
(seuil et élasticité). Les analyses porteront sur des tests de **rhéologie en cisaillement et de compression** couplés
à de l’imagerie, en particulier par **tomographie à rayon X**.

**Profil recherché**

**Niveau**: étudiant(e) en **M1** ou **M2 **en physique, génie des procédés ou science des matériaux.

**Qualités attendues** : intérêt pour la **recherche expérimentale**, rigueur, autonomie, sens critique et esprit synthétique.

**Connaissances requises** : caractérisation des matériaux (rhéologie), fluides non-newtoniens. Des connaissances en thermodynamique seraient un plus.

**Contact**
Adresse du stage : ONIRIS, Campus Alimentation (site de la Géraudière), Nantes

Type d'emploi : Stage
Durée du contrat : 6 mois

Salaire : Jusqu'à 570,00€ par mois

Exigences linguistiques flexibles:

- Français non requis

Programmation:

- Périodes de travail de 8 heures

Lieu du poste : Un seul lieu de travail