Directeur de thèse : Véronique Bounor-Legare ; Philippe Cassagnau
Saint-Gobain Research Paris : William Guérin
Durée : 3 ans
Lieu : Laboratoire d’Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP)
Financement : Bourse CIFRE
Sujet : Synthèse de résines thermodurcissables hautes performances par extrusion réactive
Saint-Gobain Research Paris est l’un des huit grands centres de recherche de Saint-Gobain. Basé en région parisienne, ses grands domaines de recherche sont liés au verre, aux couches et revêtements de surface, aux matériaux de construction et à l’habitat en général. Préparer le futur en imaginant les produits et procédés de demain autour de l’habitat, l’énergie et l’environnement, tel est le quotidien de ses équipes de recherche (http://www.sgr-paris.saint-gobain.com).
Le laboratoire d’Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP) de l’université de Lyon 1 est reconnu pour son expertise dans le domaine de la chimie et de la physico-chimie des matériaux polymères, ainsi que dans les procédés d’extrusions des polymères (http://www.imp.cnrs.fr/).
Contexte et objectifs
Saint-Gobain conçoit, fabrique et commercialise des matériaux de construction de haute performance pour des applications techniques dans le bâtiment. Nombre de ces matériaux contient des résines organiques, présentes en faibles quantités mais essentielles pour assurer la fonctionnalité finale des produits ainsi que leur bonne tenue thermo-mécanique. Etre capable de maitriser la composition de ces résines est primordial afin de pouvoir s’adapter aux besoins du marché en terme de performances mais également en terme de durabilité et de respect des normes environnementales.
Historiquement, la plupart des résines utilisées sont issues de la pétrochimie et synthétisées via un procédé batch. Cette méthode de fabrication, bien que parfaitement maitrisée, présente certaines limites concernant les matières premières utilisables et les temps de synthèse. La taille des installations nécessaires à la production de ces résines limite également les possibilités de développement de résines spécifiques, en faible volume, pour certaines applications.
Une alternative, qui connait un fort développement depuis quelques années, est l’extrusion réactive. Ce procédé en continu présente l’avantage de pouvoir travailler sans solvant avec des matières premières généralement difficiles à utiliser dans un procédé classique en batch. De plus, la durée des réactions, la taille et le design des extrudeuses permet d’envisager d’avoir une production de résine sur les sites de fabrication de Saint-Gobain. Ainsi, l’extrusion réactive pourrait permettre de développer de nouvelles générations de résines dédiées aux applications de Saint-Gobain et répondant aux problématiques actuelles en terme de nouvelles performances, et de cahier des charges environnemental sur les plans du procédé et du produit.
L’enjeu de cette thèse sera donc de développer une nouvelle génération de résines thermodurcissables et éco-responsables, présentant une alternative aux résines phénoliques, dédiées aux applications de Saint-Gobain via l’extrusion réactive.
L’approche consistera en :
- La synthèse de systèmes modèles d’oligomères réactifs.
- La caractérisation des propriétés chimiques, physico-chimiques et thermo-mécaniques des oligomères (température de transition vitreuse, viscosité, diluabilité …).
- L’évaluation de la réactivité des résines avec ou sans ajout de réticulant.
- L’évaluation des résines dans des systèmes composites modèles.
- L’étude du vieillissement des systèmes.
L’objectif de l’industriel sera d’identifier une solution capable d’être compétitive face à un système de référence existant sur les plans techniques et environnementaux. Les résultats obtenus sur le système modèle pourront ensuite être transférés vers d’autres substrats.
L’étudiant(e) sera amené à caractériser les produits synthétisés au centre de recherche de Saint-Gobain à Aubervilliers ou les mettre en œuvre en usine en fonction de l’avancée des travaux de thèse.
Profil recherché : Élève-ingénieur en fin de cycle ou Master 2 ayant une formation de chimiste ou physico-chimiste avec des compétences en chimie des polymères et caractérisations physico-chimiques. Des qualités d’organisation et de communication écrite et orale, en français comme en anglais, sont indispensables.
Contacts : Envoyer un CV, une lettre de motivation, un relevé de notes de Master et deux lettres de recommandation à william.guerin@saint-gobain.com et maria.malheiroreymao@saint-gobain.com