LogoLogo

Soulier, Manon. Caractérisation et optimisation d'une source plasma pour le traitement de semences dans le domaine agroalimentaire

Soulier, Manon (2020). Caractérisation et optimisation d'une source plasma pour le traitement de semences dans le domaine agroalimentaire.

[img]
Preview
PDF - nécessite un logiciel de visualisation PDF comme GSview, Xpdf or Adobe Acrobat Reader
10Mb

Résumé en francais

La conservation des produits et l'optimisation des rendements sont au centre des préoccupations de l'industrie agroalimentaire afin d'assurer la sécurité alimentaire d'une population mondiale en expansion. Les techniques agricoles actuelles sont majoritairement appliquées sur les semences, à l'origine de tous les aliments, et les premières cibles des contaminants. L'utilisation intensive d'intrants chimiques se révèle nuisible pour la sécurité sanitaire de l'agriculteur et pour la biodiversité. Depuis les années 2010, les plasmas sont étudiés comme alternatives potentielles à ces méthodes pour leurs propriétés biocides, leurs actions dans la germination de semences et pour la dégradation de molécules. Dans ce contexte, un procédé de plasma d'air à basse pression (1 pascal) est étudié et optimisé en vue d'une application au traitement de semences. Les graines sont disposées sur une grille connectée à la masse dans une enceinte sous vide de 80 litres. La source principale est un applicateur micro-ondes (MW) à structure coaxiale régie par le phénomène de résonance cyclotronique des électrons (RCE). L'étude des propriétés fondamentales (espèces excitées, densités et températures électroniques) de ces plasmas à différentes positions dans le réacteur a permis de définir deux régimes de fonctionnement dépendants de la puissance injectée. Une forte densité d'espèces est générée dans la zone de RCE puis diffusée dans l'enceinte. Cette distribution est volumique à basse puissance et dirigée vers les parois à partir de 100 W. Une source radiofréquence (RF) à couplage capacitif est ajoutée en complément. Une étude paramétrique est réalisée en faisant varier la puissance RF. Une puissance RF supérieure à la puissance MW entraîne une densité d'espèces réactives plus importante et plus uniforme en volume. Ces espèces sont susceptibles d'interagir avec les graines. L'efficacité de ce procédé dans les problématiques agricoles est établie à travers deux études distinctes réalisées sur des graines certifiées non traitées par des pesticides. - Les aliments sont susceptibles d'être contaminés par des moisissures causant une décomposition précoce des tissus organiques et la réduction, à termes, des réserves. La faculté de certaines moisissures à produire des mycotoxines, présente un risque sanitaire pour le consommateur (e.g. déoxynivalénol : DON, produit par Fusarium spp.). La flore native de grains de blé tendre panifiable (Triticum aestivum L.) est identifiée avant de quantifier l'efficacité fongicide du plasma sur celle-ci. La dégradation de la mycotoxine DON engendrée par la source MW est estimée sur un substrat de verre et sur les grains de blé. La conservation post-traitement du taux d'humidité et de la teneur en gluten dans la farine de blé, est vérifiée afin d'assurer son utilisation pour la panification. Le taux de germination de ces graines est également mesuré dans un souci d'agriculture raisonnée. - Les semences paysannes sont des variétés récoltées, sélectionnées et partagées entre agriculteurs. Elles ne sont pas soumises aux règlementations des semenciers et présentent généralement des taux de germination inférieurs à 80%. Une étude paramétrique du taux et de la vitesse de germination des graines est réalisée afin de définir le potentiel d'action du plasma pour améliorer la germination de semences paysannes de poivron (Capsicum annuum L.). Le taux d'humidité, la teneur en antioxydants et les contaminations fongiques des graines sont évalués en complément.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Guillot, Philippe
Lo, Juslan
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Diagnostic des Plasmas Hors Equilibre (DPHE), EA 4562
Mots-clés libres :Plasma - Micro-ondes - Radiofréquences - Agroalimentaire - Semences - Moisissures - Mycotoxines - Germination
Sujets :Sciences de l'ingénieur
Déposé le :26 May 2021 12:44