Thèse Lipides Structurés Issus de Matrices Naturelles Extraction Synthèse et Utilisation en Formulation pour des Applications en Santé Cosmétique et Agroalimentaire H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse
Laboratoire de recherche : SOFTMAT - Chimie des colloïdes, polymères & assemblages complexes
Direction de la thèse : Jean-Christophe GARRIGUES ORCID 0000000251963611
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59

Les lipides jouent un rôle central dans l'organisme, notamment dans l'apport énergétique, la signalisation cellulaire et l'absorption des nutriments. Leurs propriétés dépendent étroitement de leur structure moléculaire, en particulier de la répartition des acides gras sur le glycérol. Certaines structures présentent des bénéfices nutritionnels intéressants mais restent difficiles à produire sans procédés complexes. Les matrices naturelles, telles que les graines oléoprotéagineuses, constituent toutefois des sources durables riches en triglycérides diversifiés, ouvrant la voie à la production de lipides fonctionnels.

Dans ce contexte, les lipides structurés, notamment les mono- et diglycérides, présentent un intérêt particulier pour la formulation de systèmes complexes tels que les émulsions multiples et les émulgels. Ces systèmes, en plein essor dans les domaines de la santé, de l'agroalimentaire et de la cosmétique, offrent des perspectives pour la vectorisation de médicaments, l'incorporation d'ingrédients fonctionnels, la réduction des matières grasses et la protection d'actifs sensibles. Néanmoins, leur formulation et leur stabilisation constituent des verrous scientifiques majeurs, en raison de la complexité des interfaces impliquées.

L'objectif de la thèse est de concevoir des lipides structurés à partir d'huiles végétales aux compositions variées en acides gras. Ces huiles seront transformées en mono- et diglycérides d'intérêt, en s'inspirant de structures fonctionnelles existantes. Les propriétés interfaciales de ces composés, seuls ou en mélange, seront étudiées afin de les intégrer dans la formulation d'émulsions multiples et d'émulgels, les huiles servant de phase organique. Les travaux incluront des synthèses selon les principes de la chimie verte, ainsi que des procédés de fractionnement de matrices végétales utilisant des fluides supercritiques, des solvants verts ou des variations de conditions physicochimiques.

Les différentes étapes (fractionnement, synthèse, formulation) seront optimisées grâce à des approches de chimiométrie et d'intelligence artificielle. Les outils développés permettront d'identifier les interactions moléculaires au sein de matrices complexes, de déterminer les paramètres clés des procédés et de guider les choix expérimentaux (huiles, solvants, catalyseurs, compositions). Ils contribueront également à établir des liens entre structure moléculaire, organisation supramoléculaire et propriétés fonctionnelles, afin d'identifier les architectures lipidiques les plus pertinentes pour la stabilisation des systèmes étudiés.

Les lipides obtenus seront caractérisés par des techniques analytiques avancées (GC, SFC, HPLC/U-HPLC, RMN ¹H/¹³C, spectrométrie de masse). Les systèmes formulés seront étudiés par des méthodes physicochimiques telles que la tensiométrie, la DSC, la microscopie, la rhéologie et le Turbiscan. Cette approche multi-échelle, combinant expérimentation, modélisation et intelligence artificielle, vise à développer des stratégies durables de production et de formulation de lipides structurés, notamment pour la conception d'émulsions multiples et d'émulgels stables.

Les lipides, dont les propriétés dépendent de leur structure moléculaire, sont essentiels en nutrition et en formulation. Les matrices végétales offrent des sources durables de lipides fonctionnels, mais la production de structures spécifiques reste complexe. Les émulsions multiples et émulgels présentent un fort potentiel applicatif (santé, agroalimentaire, cosmétique), mais leur stabilisation constitue un verrou scientifique majeur.

Ce projet vise à concevoir des lipides structurés à partir de ressources végétales via des procédés durables de chimie verte, puis à étudier leurs propriétés physicochimiques. Il ambitionne également de formuler et stabiliser des systèmes complexes (émulsions multiples, émulgels) en lien avec ces lipides. Enfin, l'utilisation de la chimiométrie et de l'intelligence artificielle permettra d'optimiser les procédés et de mieux comprendre les relations entre structure et propriétés fonctionnelles.

Le projet repose sur la transformation d'huiles végétales en mono- et diglycérides via des procédés de chimie verte et de fractionnement. Les composés obtenus seront caractérisés (analytique et physicochimie) puis utilisés pour formuler des systèmes complexes. Les étapes seront optimisées grâce à la chimiométrie et à l'intelligence artificielle afin d'identifier les paramètres clés et les interactions moléculaires.