07/04/2026 : Soutenance de thèse de doctorat de Xavier Falourd

Pour celles et ceux qui ne pourront pas être présents mais qui souhaitent participer à la soutenance, voici un lien Zoom : https://inrae-fr.zoom.us/j/5193025833?omn=98700791812

La soutenance se déroulera en français devant un jury composé de : Anne Lesage, Christian Bonhomme, Laurent Heux, Benoit Duchemin, Patrick Giraudeau et Alain Lebail.

Résumé

Les interactions de l’eau dans des assemblages polysaccharidiques ont été étudiées par RMN du solide. L’originalité du travail repose sur l’exploitation de la phase croissante de la cinétique de transfert de polarisation ¹H→¹³C qui est riche en informations sur les phénomènes de diffusion de spin. Ces derniers ont été proposés comme des observables indirectes pertinentes pour sonder les interactions eau-polysaccharide. Une avancée méthodologique majeure est l’amélioration de la résolution temporelle des cinétiques, rendue possible par la réduction des temps d’acquisition et l’automatisation du traitement des données. Cela permet l’utilisation de modèles mathématiques plus complexes, capables de décrire la diversité des environnements protoniques dans les matériaux hydratés.  Appliquée à la cellulose, cette approche révèle plusieurs temps de diffusion de spin associés à différentes échelles   structurales. La validation croisée avec d’autres techniques (RMN du domaine temps, DVS) confirme la pertinence physique des paramètres extraits et souligne la complémentarité des méthodes. L’extension de cette méthode aux amidons montre qu’elle permet de relier l’organisation interne des grains à leur gonflement, ouvrant des perspectives pour l’étude et la conception de biomatériaux. Enfin, l’étude met en évidence l’importance des paramètres instrumentaux et appelle à repenser les conditions expérimentales en fonction de l’information recherchée. Malgré certaines limites liées à la modélisation, cette thèse pose les bases d’un outil de référence pour l’étude des interactions de l’eau dans les polysaccharides et les biomatériaux complexes.

Abstract

Water interactions in polysaccharide assemblies were investigated using solid-state NMR. The originality of this work lies in exploiting the rising phase of the ¹H→¹³C polarization transfer kinetics, which is rich in information on spin diffusion processes. These processes are proposed as relevant indirect observables for probing water–polysaccharide interactions. A major methodological advance is the improvement of the temporal resolution of the kinetics, enabled by reduced acquisition times and automated data processing. This allows the use of more complex mathematical models capable of describing the diversity of proton environments in hydrated materials. Applied to cellulose, this approach reveals multiple spin diffusion times associated with different structural length scales. Cross-validation with other techniques (time-domain NMR, DVS) confirms the physical relevance of the extracted parameters and highlights the complementarity of the methods. Extension of this method to starches shows that it relates the internal organization of granules to their swelling behavior, opening perspectives for biomaterial study and design. Finally, this study emphasizes the importance of instrumental parameters and calls for experimental conditions to be adapted to the targeted information. Despite modeling limitations, this thesis establishes the basis for a reference tool to study water interactions in polysaccharides and complex biomaterials.