Comminution des plantes : des cellules au procédé – PlantCom

Les résidus végétaux sont une source abondante de matière renouvelable mais qui nécessitent une dissociation ciblée à l'échelle tissulaire pour pouvoir envisager la conception de produits de haute qualité. Cette dissociation est un défi scientifique majeur qui se doit d’intégrer la variabilité de la composition et des structures histologiques végétales ainsi que la physique complexe du broyage (écoulements de particules cassables de formes et propriétés diverses). L'ambition de ce projet est d'élaborer une approche générique multi-échelle pour une modélisation réaliste de la fragmentation des résidus végétaux en prenant en compte à la fois le caractère cellulaire et granulaire de leur microstructure. Cette vision bottom-up incorporera les interactions mécaniques et physico-chimiques à l’échelle des constituants (cellules, enveloppes, organes...) jusqu’à la dynamique d’un nombre important de particules, pour des simulations à l'échelle des procédés. La méthodologie proposée allie approches computationnelles (Péridynamique, Éléments Discrets) et expérimentales (histologie, imagerie multispectrale, tomographie, fragmentation) de pointe. Elle se décline en trois workpackages : 1) Mécanique de la rupture à l'échelle cellule/tissu, 2) Comportement de la fracture à l'échelle d'une particule, et 3) Procédé de fragmentation. Le consortium est composé de trois partenaires aux expertises complémentaires et impliquant chercheurs en début de carrière et confirmés. Le projet bénéficiera de l'expérience de longue date à Montpellier sur les méthodes de caractérisation tissulaire et le broyage de poudres végétales, ainsi que sur l'imagerie par rayons X et neutrons à Grenoble. L'originalité de PlantCom réside dans son caractère multi-échelles et interdisciplinaire, reliant comminution, mécanique de la rupture et rhéologie des matériaux granulaires, en vue de l’élaboration d’outils fondés sur les mécanismes physiques pour la fragmentation des plantes.