L'espace-laboratoire « Physico-chimie/Microscopie »

L’espace-laboratoire « Physico-chimie/Microscopie » comporte cinq domaines de caractérisation des matrices :

1) Caractérisations des surfaces, interfaces et systèmes dispersés 

Ces techniques permettent de caractériser des matériaux (taille, distribution, morphologie), qu’ils soient sous forme de suspensions, d’émulsions ou de poudres, ainsi que les interactions avec leur environnement. Ces mesures permettent d’appréhender la stabilité, la réactivité et la texture des produits :

•  Mesures et caractérisation de particules par interactions lumière/matière (diffusion/diffraction/imagerie dynamique), de l’échelle millimétrique à l’échelle nanométrique ; étude de leur morphologie ; potentiel de charge
• Mesures de tension de surface (goniomètres, tensiomètres à gouttes)
• Mesures en cytométrie en flux (en lien avec l’Espace-Laboratoire Microbiologie)
• Mesures de stabilité (analyseurs de stabilité statique et dynamique)

                                                                                                         ^{Suivi de profils de rétrodiffusion de la lumière d’émulsions formulées à partir de fractions de microalgues lysées (Chlorella) - Thèse de Astrid Penicaut, © APT, Asrid Penicaut.}

2) Caractérisations rhéologiques et mécaniques 

Les méthodes rhéologiques et mécaniques mesurent le comportement des matériaux lorsqu'ils sont soumis à des forces ou des déformations. Ces techniques sont particulièrement utiles pour comprendre la texture, la viscosité et la stabilité des produits étudiés :

• Rhéologie de cisaillement, compression, élongation
• Texturométrie
• Micro-rhéologie : Diffusing Wave Spectroscopy (DWS)

3)  Caractérisations microscopiques 

Les méthodes microscopiques permettent d’examiner les structures à l’échelle micrométrique ou nanométrique des matrices étudiées. Ces observations sont importantes pour comprendre la texture, l’interaction des ingrédients et la structure des produits.

• Microscopie optique (observation de la structure des échantillons à faible grossissement)
• Microscopie confocale (images tridimensionnelles des structures internes des matériaux, répartition des différentes phases dans des systèmes complexes)
• Microscopie Raman (information sur la composition chimique des échantillons et la distribution des constituants à l’échelle microscopique)
• Microscopie de Force Atomique (propriétés mécaniques et morphologiques des surfaces à l’échelle nanométrique)

^{Illustration : observation en microscopie confocale d'une mousse aqueuse stabilisée par de la cire de son de riz , objectif x 40 - Thèse de Cyprien Boujou, @Cyprien Bouju.}

4) Caractérisations des propriétés physiques des produits 

Cette catégorie regroupe des techniques permettant d'étudier les propriétés physiques des matériaux, telles que leur comportement thermique ou les phénomènes de sorption et de transfert.

• Propriétés thermiques : DSC (Analyse Calorimétrique Différentielle) - mesures des transitions thermiques des matériaux (fusion, cristallisation ou dégradation thermique)
• Microbalances : DVS (sorption dynamique de vapeur) (mesures de la capacité d’absorption ou de libération d’humidité des matériaux)

5) Caractérisations des pâtes et des poudres

Ces techniques sont centrées sur la compréhension du comportement des pâtes et des poudres utilisés dans l’industrie céréalière. Elles sont réalisées en lien avec la ligne « baking » de la zone alimentaire de la Halle technologique et comprennent :

• Un parc d’équipements spécifiques au domaine céréalier : appareils de rhéologie empirique, évaluation de l’activité enzymatique…
• Des équipements spécifiques à l’analyse du comportement rhéologique des poudres
•  Des imprimantes 3D de pâtes

^{Illustrations : snacks à base de farines de seigle élaborés sans matières grasses, imprimés en 3D  - Thèse : Charlotte Dumoulin,© Gala Parmentier.}