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Propriétés de surface des matériaux et dynamique des interfaces
(ACR)
- Mot(s) clé(s) :
Objet d'étude : biofilm bactérien
Question sociétale et finalité, contexte : hygiène des matériaux
Démarche, discipline : Modélisation et simulation
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Objet d'étude : biofilm bactérien
Question sociétale et finalité, contexte : hygiène des matériaux
Démarche, discipline : Modélisation et simulation
Echelle d'étude : expérimentation multi-échelles
Dispositif technique et méthode d'étude : écoulement microfluidique
Composé chimique, Facteur du milieu : dépôt protéique
Phénomène, processus et fonction : adhésion
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- Description détaillée :
Cette activité concerne la dynamique des processus aux interfaces et le rôle des propriétés de Afficher la suite
Cette activité concerne la dynamique des processus aux interfaces et le rôle des propriétés de surface des matériaux (topographie, physico-chimie) sur les phénomènes observés.
Des recherches théoriques (matériaux fonctionnalisés, matériaux agro-sourcés…) et appliquées (hygiène des surfaces, éco-conception de la transformation des aliments) sont menées de front afin de comprendre et modéliser ces interactions matériaux/entités biologiques et leur dynamique et d’identifier les propriétés de surface des matériaux les affectant. Plus innovant, des travaux sont menés en parallèle sur l’influence des hétérogénéités des matériaux (aciers inoxydables, matériaux micro- à nano-structurés) sur les phénomènes aux interfaces.

Quelques résultats :
* Une méthode acoustique est en cours de développement afin de suivre in situ la formation de dépôts alimentaires sur une paroi.
* Les spores de Bacillus adhérentes aux surfaces d’acier inoxydable sont très résistantes au décrochement par l'action mécanique seule : des forces de cisaillement de 500 Pa décrochent moins de 90% des spores adhérentes. L'action chimique est donc essentielle lors d'une procédure de nettoyage en place;
* Après une phase d’élimination rapide (< 3 min) du biofilm à Bacillus cereus au cours des procédures de nettoyage en place, un faible pourcentage de la population du biofilm (0.01%) n’est pas décroché. Le biofilm résiduel est constitué de spores mais aussi de cellules végétatives viables.
* Les hétérogénéités de surface des matériaux affectent leur aptitude à l’encrassement, notamment par les spores de Bacillus.

Les outils mis en œuvre sont des outils de microscopie (microscopie électronique à balayage, AFM), des outils de caractérisation de la topographie (rugosimétrie), des propriétés physico-chimiques (goniométrie) et de la composition de surface (EDS, XPS …). Les phénomènes en surface sont étudiés grâce à des dispositifs expérimentaux originaux, de l’échelle microscopique (cellule d’écoulement sous microscope, observation des phénomènes) à l’échelle macroscopique (boucles d’essai de type laboratoire ou pilote, conditions réalistes). Des outils de modélisation et des logiciels de simulation numérique sont mobilisés pour caractériser les conditions responsables des phénomènes aux interfaces.
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- Champs de rattachement :
 

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