Offre de thèse
MESR : Vers une valorisation écoresponsable de la biomasse : procédés supercritiques et solvants biosourcés
Date limite de candidature
30-05-2026
Date de début de contrat
01-11-2026
Directeur de thèse
MUTELET Fabrice
Encadrement
Le doctorant bénéficiera de la stratégie d'accueil et d'accompagnement du LRGP : accueil administratif, accueil par une journée dédiée organisée le bureau des jeunes chercheurs, une visite et formation en sécurité, participation à des séminaires de conférences scientifiques et des assemblées scientifiques A cela s'ajoutent de très bonnes conditions matérielles (espace bureau dédié, ordinateur récent à disposition, équipement du laboratoire adéquat…) et de suivi (incitation à participer à des formations et des journées scientifiques en plus de celles proposées par l'école doctorale, réunions mensuelles et points de suivi réguliers; Nous inciterons de plus le doctorant à présenter ses travaux dans des congrès internationaux.
Type de contrat
école doctorale
équipe
Axe 4 - CITHERE - Cinéthique et Thermodynamique pour l'Energiecontexte
Dans un contexte de transition vers une économie biosourcée et durable, la valorisation de la biomasse lignocellulosique constitue un enjeu majeur pour la production de molécules à haute valeur ajoutée. Parmi celles-ci, les composés phénoliques issus notamment de la lignine présentent un intérêt croissant pour des applications dans les domaines des matériaux, de la chimie fine, de la cosmétique et de la pharmacie. L'objectif de cette thèse est de développer un procédé d'extraction écoresponsable reposant sur une approche originale combinant l'utilisation de fluides supercritiques et de solvants eutectiques profonds (Deep Eutectic Solvents, DES). Cette stratégie vise à améliorer la sélectivité, l'efficacité et la durabilité des procédés d'extraction tout en limitant l'utilisation de solvants conventionnels.spécialité
Génie des Procédés, des Produits et des Moléculeslaboratoire
LRGP - Laboratoire Réactions et Génie des Procédés
Mots clés
Biomasse, Solvants eutectiques profonds, Fluides supercritiques, Extraction, Composés phénoliques, Thermodynamique
Détail de l'offre
Dans un contexte de transition vers une économie biosourcée et durable, la valorisation de la biomasse lignocellulosique constitue un enjeu majeur pour la production de molécules à haute valeur ajoutée. Parmi celles-ci, les composés phénoliques issus notamment de la lignine présentent un intérêt croissant pour des applications dans les domaines des matériaux, de la chimie fine, de la cosmétique et de la pharmacie.
L'objectif de cette thèse est de développer un procédé d'extraction écoresponsable reposant sur une approche originale combinant l'utilisation de fluides supercritiques et de solvants eutectiques profonds (Deep Eutectic Solvents, DES). Cette stratégie vise à améliorer la sélectivité, l'efficacité et la durabilité des procédés d'extraction tout en limitant l'utilisation de solvants conventionnels.
Le travail de recherche s'articulera autour de deux étapes principales :
Phase 1 : Prétraitement de la biomasse par CO₂ supercritique
Cette première étape aura pour objectif de modifier la structure de la biomasse et d'éliminer certaines fractions extractibles afin de faciliter l'étape ultérieure d'extraction. L'influence des paramètres opératoires (pression, température, durée du traitement) sur la structure de la matrice lignocellulosique et sur l'accessibilité de la lignine sera étudiée.
Phase 2 : Extraction sélective de la lignine et des composés phénoliques par solvants eutectiques profonds (DES)
La seconde étape consistera à développer et optimiser un procédé d'extraction utilisant des DES adaptés à la solubilisation de la lignine et de ses dérivés phénoliques. Une étude systématique des paramètres opératoires sera réalisée, incluant notamment :
le rapport solvant/biomasse, la température d'extraction, la granulométrie de la biomasse, la cinétique du procédé et l'influence de la teneur en eau.
En amont des expérimentations, une approche de modélisation prédictive basée sur le modèle COSMO-RS sera mise en œuvre afin de sélectionner un nombre restreint de solvants eutectiques profonds prometteurs, permettant ainsi d'orienter efficacement les essais expérimentaux.
Keywords
Biomass, Deep eutectic solvents, Supercritical fluids, Extraction, Phenolic compounds, Thermodynamic
Subject details
In the context of the transition toward a sustainable bio-based economy, the valorization of lignocellulosic biomass represents a major challenge for the production of high value-added molecules. Among these, phenolic compounds—particularly those derived from lignin—are attracting increasing interest for applications in materials science, fine chemicals, cosmetics, and pharmaceuticals. The objective of this PhD project is to develop an eco-responsible extraction process based on an original approach combining supercritical fluids and Deep Eutectic Solvents (DES). This strategy aims to improve the selectivity, efficiency, and sustainability of extraction processes while reducing the use of conventional organic solvents. The research work will be structured around two main stages: Phase 1: Biomass Pretreatment Using Supercritical CO₂ This first step aims to modify the structure of the biomass and remove certain extractable fractions in order to facilitate the subsequent extraction step. The influence of operating parameters (pressure, temperature, and treatment time) on the lignocellulosic matrix structure and on lignin accessibility will be investigated. Phase 2: Selective Extraction of Lignin and Phenolic Compounds Using Deep Eutectic Solvents (DES) The second stage will focus on developing and optimizing an extraction process using DES suitable for the solubilization of lignin and its phenolic derivatives. A systematic study of the operating parameters will be conducted, including: solvent-to-biomass ratio, extraction temperature, biomass particle size, extraction kinetics and the influence of water content. Prior to the experimental work, a predictive modeling approach based on the COSMO-RS model will be implemented to select a limited number of promising deep eutectic solvents, thereby guiding and streamlining the experimental investigations.
Profil du candidat
Etudiant titulaire d'un diplôme d'ingénieur ou M2 en génie des procédés ou chimie-physique
Appétence tant pour la simulation que l'expérimentation
Candidate profile
Candidate with an engineering degree or a Master's degree (MSc) in Chemical Engineering or Physical Chemistry.
Interest in both modeling/simulation and experimental research.
Référence biblio
Publications récentes de l'équipe :
Albe-Slabi, S Tollitte, A Burgel, POF Beau, L Galet, O Mutelet, F Kapel, R Rational hydroalcoholic extraction strategy for the recovery of intact glucosinolates from rapeseed cold-pressed cake, APPLIED FOOD RESEARCH, 2772-5022,2026.
Illoussamen, B Dahdouh, A Khay, I Le Brech, Y Bakhouya, M Mutelet, F A Review on Hydrothermal Biomass Conversion: Byproducts and Valorization for a Circular Bioeconomy, ENERGY & FUELS, 1520-5029, 2026.
Illoussamen, B Le Brech, Y Khay, I Bakhouya, M Paris, C Canabady-Rochelle, L Mutelet, F Hydrophobic deep eutectic solvents as green solvents for phenolic compounds extraction from olive mill wastewater, JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, 2213-2929, 2025.