Rencontre avec Émilie Forestier, l’une des lauréates du Prix Pierre Laffitte

• Vous avez reçu en octobre dernier, le deuxième prix ainsi que 1000€ lors de la troisième édition du Prix Pierre Laffitte soutenue par la Fondation Mines ParisTech. Vos recherches portent sur la mise en forme d’un polymère biosourcé pour l’emballage alimentaire.
Pouvez-vous expliquer en quelques mots le sujet de votre thèse ?
« Les bouteilles en plastique sont fabriquées à partir du procédé ISBM qui consiste à venir chauffer puis étirer et souffler le matériau contre un moule froid. Actuellement, la plupart des bouteilles en plastique proviennent du pétrole et plus précisément du PET. Ce matériau possède, en effet, d’excellentes propriétés mécaniques, thermiques et barrières aux gaz. Cependant, on essaie de plus en plus de limiter la dépendance à la pétrochimie tant d’un point de vue financier qu’environnemental. L’intérêt pour les matériaux biosourcés est donc accru depuis quelques années. Le but de ma thèse s’inscrit dans cette tendance, en venant étudier un nouveau matériau biosourcé, le PEF, qui peut être synthétisé à partir des résidus végétaux. Plutôt que de les brûler, on va en extraire deux molécules qui sont le fructose et le glucose. Ces molécules vont, par l’intermédiaire de plusieurs étapes, être synthétisées en PEF. Mon projet de thèse porte ensuite sur l’étude des propriétés mécaniques, thermiques et structurales du PEF en comparaison direct avec le PET. Le PEF et le PET sont sollicités mécaniquement puis caractérisés. Leur microstructure va être modifiée par l’étirage et de nouvelles propriétés seront induites. C’est de ses propriétés induites que va dépendre la résistance mécanique et la stabilité thermique des futures bouteilles. Le but final de mon travail de recherche étant de comprendre le comportement du PEF et de savoir s’il est possible de faire des bouteilles en PEF qui auront des propriétés équivalentes à celles des bouteilles actuelles en PET. »

• Pourquoi avoir choisi de travailler sur la mise en forme d’un polymère biosourcé pour l’emballage alimentaire ?
« Ce projet de thèse a été monté à la suite de mon stage de dernière année de Master Recherche spécialisé en “Physique des Matériaux, Mécaniques et Modélisation Numérique” (P3M) à l’Université de Nice Sophia-Antipolis. Ma thèse, tout comme mon stage auparavant, est en partenariat avec deux laboratoires : le Centre de Mise en Forme des Matériaux (CEMEF), à Sophia-Antipolis, et l’Institut de Chimie de Nice. La collaboration entre ces deux laboratoires permet de mener une étude physico-chimique complète du matériau. Cet aspect multiple est en adéquation avec ma formation de physico-chimiste et ma personnalité, c’est ce qui m’a tout de suite plu. On peut dans la même journée faire un grand écart scientifique entre la mécanique et l’analyse microstructurale par spectrométrie infrarouge. Je pense qu’il est très important de trouver des alternatives au pétrole, surtout lorsque l’on sait qu’un million de bouteilles en plastique sont vendues chaque minute dans le monde. De plus, pour des raisons d’hygiène, le plastique a encore toute sa place dans l’emballage alimentaire pour la conservation des aliments et leur protection. En s’intéressant aux matériaux biosourcés on assure un emballage plus écologique aux consommateurs. »

• Existe-t-il à votre connaissance d’autres procédés pour remplacer les composants issus de la pétrochimie dans la fabrication de ces emballages ?
« Le PEF est un des meilleurs candidats actuels pouvant remplacer le PET dans une utilisation de bouteilles en plastique. En effet, ces deux matériaux ont des propriétés très proches. Cependant, d’autres matériaux existent et sont déjà utilisés dans l’alimentaire. On peut, par exemple, évoquer le PLA. Il est issu de l’amidon et considéré comme un matériau biosourcé de première génération car il est en concurrence avec les ressources alimentaires. Tandis que le PEF fait partie des matériaux de seconde génération car issu des végétaux. Le PLA a été proposé pour la fabrication de bouteilles en plastique biosourcé, mais il s’est révélé ne pas être assez rigide, et une utilisation plus adaptée dans les sacs en plastiques de supermarché, pour les fruits et légumes par exemple, ou encore dans le biomédical avec les fils de suture, lui a été attribué. »

• Quel est l’avenir selon vous, du polymère biosourcé dans l’industrie de l’emballage agro-alimentaire ?
« Je pense, au vu de la situation environnementale actuelle, qu’avec les matériaux recyclés, les matériaux biosourcés sont les matériaux qui seront le plus utilisés dans les prochaines années. Leur seule production a un impact bénéfique sur l’environnement puisque l’on récupère les déchets végétaux plutôt que de les brûler. D’autre part, des mélanges PET recyclé et PEF biosourcé peuvent également être imaginés. En effet, après plusieurs recyclages, un matériau n’a plus des propriétés aussi bonnes qu’initialement. Des mélanges matériaux biosourcés/matériaux recyclés peuvent alors être une alternative pour continuer d’utiliser les matériaux pétrosourcés actuellement présents sur le marché.
On peut également imaginer le PEF dans le remplacement de certains emballages en carton, en verre ou également en aluminium. »

• En quoi remporter ce prix est-il important pour vous ?
« J’étais très contente de participer et de remporter cette deuxième place, aussi bien pour moi que pour mes encadrants qui m’ont aidée et qui ont participé à ce travail depuis le début de ma thèse. Je trouve qu’il est très important d’essayer de vulgariser le plus possible nos sujets de recherche vis-à-vis du grand public, pour sortir de cette étiquette de chercheur isolé dans son laboratoire, et intéresser un plus grand nombre de personnes à la science. En vulgarisant, on permet aux non-initiés de s’informer et de comprendre les enjeux de demain. C’est ainsi que la recherche avance : lorsqu’elle est multiple. Tous les sujets de recherche sont diffusables. Des vocations peuvent alors naître dans l’auditoire. Je pense notamment auprès des plus jeunes et surtout des filles, qui, dans mon domaine, restent très rares. C’est ce que j’ai souhaité faire à travers ma présentation ; je voulais que l’auditoire se transporte au laboratoire avec moi, et comprenne les différentes étapes ainsi que la science qui se tient derrière une « simple » bouteille en plastique de notre quotidien. De plus, mon sujet de thèse a la chance de regrouper deux laboratoires, deux entreprises et d’être financé par l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME). Il rentrait donc assez bien dans les critères du Prix Pierre Laffitte qui cherche à réunir le monde académique et industriel. »

• Quels sont vos projets d’avenir après la thèse ?
« Après ma thèse, je compte continuer dans le domaine des matériaux biosourcés ou du recyclage. Il y a encore beaucoup à faire dans ces secteurs pour aboutir à des matériaux plus respectueux de l’environnement. J’aimerais beaucoup m’intéresser à la deuxième vie des matériaux et à leurs nouvelles propriétés. Je me passionne également pour d’autres domaines que celui des bouteilles en plastique, comme celui des matériaux pour le médical, pour le textile ou encore pour le bâtiment. J’aimerais continuer de travailler sur un projet comme le mien qui mêle directement le monde industriel à celui de l’académie avec une réelle portée environnementale. Grâce à mes deux laboratoires, j’ai pu acquérir des compétences très variées qui touchent aussi bien la mécanique, que la caractérisation microstructurale ou l’analyse thermique… Je pense que cette diversité me sera utile dans la suite de ma carrière scientifique, peu importe où je serai. »

Propos recueillis par Elise Pollet

En savoir plus sur le soutien à la recherche de la Fondation Mines ParisTech