Thèse Procédés Durables et Intensifiés pour la Conversion de Sucres en Dérivés de Furanes Biosourcés en Réacteurs Multiphasiques. H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Technologie de Compiègne
École doctorale : Sciences pour l'ingénieur
Laboratoire de recherche : Transformations intégrées de la matière renouvelable
Direction de la thèse : Gérald ENDERLIN ORCID 0000000233559332
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-17T23:59:59

Cette thèse vise le développement de procédés innovants, durables et intensifiés pour la production de dérivés de furanes biosourcés à partir de fractions osidiques de la biomasse (glucose, cellulose et autres polysaccharides), en ciblant notamment le 5-hydroxyméthylfurfural (HMF), le chlorométhylfurfural (CMF), le 2,5-diformylfurane (DFF), leurs acides, alcools et amines correspondants.
Le projet combinera synthèse organique, catalyse homogène/hétérogène et génie des procédés, afin de concevoir des chaînes de transformation continues depuis les sucres jusqu'aux plateformes furanes, en maîtrisant l'écoulement et les transferts multiphasiques (gaz/liquide/solide), ainsi que la formation d'humines, la purification des produits et la gestion d'acide fort (e.g. HCl aq./gazeux) dans des conditions compatibles avec la chimie durable (absence de solvants chlorés, intensification des transferts de matière et de chaleur).
Des procédés originaux seront développés pour : (i) la déshydratation sélective du glucose et de la cellulose vers HMF et CMF, (ii) la conversion contrôlée du CMF en HMF (e.g. réacteurs gaz-liquide), (iii) l'oxydation directe vers le DFF, (iv) la synthèse de diols, d'acides et diamines furanes, ainsi que (v) l'ouverture réductrice du cycle furanique.
L'étude intégrera l'ingénierie de réacteurs batch et continus, l'utilisation de catalyseurs organiques ou minéraux et de modes d'activation alternatifs (micro-ondes, broyage mécanique, ultrasons, photochimie), ainsi qu'une analyse de cycle de vie comparant les procédés développés aux voies pétrosourcées et aux technologies industrielles existantes.
Ce travail s'inscrit dans une approche de bioraffinerie en visant la montée en échelle, l'éco-conception des procédés et la production de briques moléculaires renouvelables pour la chimie et les matériaux du futur.

La thèse sera réalisée dans l'environnement scientifique de l'Université de Technologie de Compiègne (UTC) et de ESCOM Chimie, deux établissements reconnus pour leurs recherches en chimie durable, catalyse et génie des procédés.

Les travaux seront menés au sein du laboratoire Transformations Intégrées de la Matière Renouvelable (TIMR), une unité conjointe UTC-ESCOM spécialisée dans la valorisation de la biomasse et le développement de procédés innovants pour la production de molécules plateformes biosourcées.

Le laboratoire développe des approches interdisciplinaires à l'interface entre chimie moléculaire, catalyse, génie des procédés et éco-conception, avec un fort intérêt pour l'intensification des procédés, les réacteurs continus et les technologies de bioraffinerie.

Le/la doctorant(e) évoluera dans un environnement de recherche interdisciplinaire, bénéficiant d'interactions avec des équipes académiques et des partenaires industriels impliqués dans le développement de solutions pour la transition vers une chimie durable.

L'objectif de cette thèse est de concevoir et développer des procédés durables et intensifiés pour la production et la transformation de dérivés furanes biosourcés à partir de sucres issus de la biomasse lignocellulosique.

Le/La candidat(e) devra posséder une formation de niveau Master en chimie, avec un intérêt marqué pour la chimie durable et la valorisation de la biomasse.
Des compétences en synthèse organique, catalyse et génie des réacteurs seront appréciées, ainsi qu'une sensibilité aux problématiques de transferts de matière, d'écoulements multiphasiques et de montée en échelle.
Une expérience, même limitée, en réacteurs continus, catalyse hétérogène, techniques d'activation alternatives (micro-ondes, mécanique) ou en analyse de cycle de vie constituera un atout.
Le/La doctorant(e) devra faire preuve d'autonomie, de rigueur expérimentale, de capacités d'analyse critique et d'un fort intérêt pour les approches interdisciplinaires à l'interface entre chimie moléculaire, catalyse, génie des procédés et éco-conception.