Soutenance de thèse de Houaria BOUMAIZA le 20 novembre 2026

Composition du jury :

Ecole doctorale n°573 Interfaces : matériaux, systèmes, usages

Résumé :

La congélation est une méthode largement utilisée pour conserver les aliments, mais la formation et l’évolution des cristaux de glace peuvent altérer la microstructure des matrices, dégrader leur texture et entraîner des pertes en eau après décongélation. Cette thèse étudie un procédé de congélation hybride reposant sur la formation d’hydrates de gaz afin d’explorer leur capacité à immobiliser une partie de l’eau avant ou pendant la cristallisation de la glace.

L’objectif est de comprendre et de quantifier la répartition de l’eau entre hydrates et glace dans des systèmes de complexité croissante, allant de l’eau pure à des solutions de fructose puis à des matrices alimentaires à base de pomme. L’influence de la teneur en sucre et de la structure de la matrice sur la formation des hydrates est également étudiée.

Deux approches expérimentales complémentaires ont été mises en œuvre. L’analyse thermique différentielle (ATD) a permis de suivre la formation et la dissociation des hydrates et de la glace et d’en quantifier les fractions par bilan enthalpique.

Un dispositif original couplant l’ATD à la microtomographie à rayons X (µCT) a ensuite été développé afin de caractériser in situ la répartition spatiale des hydrates et de la glace. Le xénon a été utilisé comme gaz modèle pour les observations tomographiques, tandis que le dioxyde de carbone a été étudié dans les systèmes aqueux et alimentaires.

Les résultats mettent en évidence la formation successive d’hydrates et de glace au sein d’un même échantillon et permettent de distinguer, localiser et quantifier ces deux phases. Ils montrent également que la composition des matrices, en particulier leur teneur en sucre, influence la quantité d’eau immobilisée sous forme d’hydrates. Enfin, l’analyse des pertes en eau après décongélation permet d’évaluer l’intérêt de cette approche pour la préservation de la qualité des aliments.