Une recherche appliquée, ancrée dans les réalités industrielles
C’est lors de sa formation d’ingénieure en plasturgie à l’INSA Strasbourg que Christelle Combeaud découvre son goût pour la recherche appliquée. Très tôt, elle s’intéresse à des questions scientifiques directement connectées aux besoins industriels, avec une volonté claire : comprendre les matières plastiques pour mieux les utiliser.
Au fil de ses travaux de recherche, une autre dimension s’impose : celle du sens. Donner du sens à son travail, en contribuant à des solutions concrètes pour la société. Une démarche cohérente avec son engagement scientifique, tourné vers un enjeu majeur : le recyclage des plastiques.
Lever un frein majeur au recyclage des plastiques
Si le recyclage apparaît comme une solution incontournable face à la pollution plastique, il se heurte à une difficulté de taille : la variabilité des polymères recyclés. Contrairement aux polymères issus du pétrole, standardisés et homogènes, les plastiques recyclés présentent des propriétés mécaniques et thermiques très variables, ce qui complique leur mise en forme industrielle.
Cette variabilité impacte directement les procédés de fabrication : extrusion, étirage, soufflage de bouteilles, thermoformage… Autant d’étapes qui nécessitent une maîtrise fine du comportement physique et mécanique de la matière. Comprendre ces mécanismes, les anticiper et les optimiser constitue le cœur des recherches de Christelle Combeaud.
Observer la matière en train de se transformer
Les polymères, que l’on retrouve dans de nombreux plastiques et élastomères, possèdent une structure interne complexe, organisée à l’échelle microscopique. Lorsqu’ils sont chauffés ou étirés, cette organisation locale évolue, ce qui change leurs propriétés finales, qu’elles soient mécaniques, thermiques, optiques ou barrières.
Les recherches de Christelle Combeaud s’inscrivent précisément dans cette zone charnière entre :
- la physique de la matière : comment les chaînes macromoléculaires polymères s’organisent et se structurent entre elles
- la mécanique : comment le matériau se déforme en fonction de la température et de la vitesse d’étirage
- et les procédés industriels : soufflage de corps creux, thermoformage, étirage biaxial…
Son objectif : relier les phénomènes microscopiques aux comportements macroscopiques observés à l’échelle des objets industriels.
Bi-étirage équilibré d’un PET amorphe, étiré à une température de 95 °C et une vitesse de déformation de 1.4 s-1.
Étirage et développement de microstructures : une matière en mouvement
Dans ses travaux, Christelle Combeaud étudie en particulier l’étirabilité des polymères au-dessus de leur température de transition vitreuse. À cette température critique, un polymère amorphe passe d’un état fragile/vitreux à un état ductile/caoutchoutique, ce qui permet de le mettre en forme.
En soumettant ces polymères à des étirements contrôlés, elle montre que :
- leur structure interne se réorganise
- des microstructures spécifiques apparaissent et se texturent
- et ces transformations conditionnent directement leurs performances mécaniques, thermiques et barrières
En étudiant les liens entre température, chemin de déformation et organisation interne de la matière, elle éclaire des mécanismes fondamentaux tout en répondant à des enjeux très concrets de production et de durabilité des matériaux polymères déformés.
Champs de déformation longitudinal d’une préforme en PET recyclé, soufflée à 107 °C.
Du laboratoire à l’usine : une science au service de la société
Pour répondre à ces défis, la chercheuse mène de nombreux projets en partenariat avec l’industrie de la plasturgie. Son objectif actuel : les aider à mieux comprendre l’influence de l’incorporation de matière plastique recyclée dans des matériaux vierges de référence et à adapter leurs procédés de production à ces nouveaux matériaux.
Elle pilote actuellement le projet de chaire industrielle CYCLADES au sein du CEMEF, en collaboration avec l’IPC (Centre technique Industriel de la Plasturgie et des Composites). Les objectifs de cette chaire sont de comprendre l’influence de l’incorporation de matière première recyclée (MPR) sur le comportement de matériaux polymères ou composites, au sein de différents domaines d’application (automobile, aéronautique, emballage, bâtiment…). Le chainage entre la mise en forme, les développements de microstructures et les propriétés finales est la stratégie scientifique adoptée, de façon à proposer une optimisation des procédés de mise en forme. Cette initiative ouvre la voie à de nouvelles collaborations entre recherche académique et industrielle, essentielles pour accélérer la transition vers une économie circulaire.
Un parcours scientifique pluriel et engagé
