Soutenance de thèse - Cédric JAFFRY

Soutenance de thèse - Cédric JAFFRYMonsieur Cédric JAFFRY, en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences Pour l’Ingénieur, spécialité « Génie des Matériaux », présentera ses travaux intitulés : « Impact des propriétés physico-chimiques de films de polymères hydrophobes sur leur colonisation par des micro-organismes. » le 5 novembre à Lorient.

Date 05/11

Résumé

Impact des propriétés physico-chimiques de films de polymères hydrophobes sur leur colonisation par des micro-organismes

L’encrassement biologique, sous forme de biofilm ou de biofouling, pose de nombreux problèmes tant économiques que sanitaires et environnementaux. L’encadrement réglementaire plus strict des molécules biocides et les phénomènes de résistance aux traitements incitent à explorer de nouvelles stratégies telles que les surfaces « fouling release ». Trois propriétés, souvent inter-dépendantes, ont été identifiées comme impactant l’installation des organismes : rugosité, propriétés chimiques et mécaniques. Toutefois l’impact de chacune d’elles reste mal compris. Cette thèse vise à décorréler ces propriétés. Grâce à l’obtention de revêtements de faible rugosité (<6nm), l’impact combiné de la chimie de surface et des caractéristiques mécaniques de cinq polymères hydrophobes a montré des résultats différents pour l’adhésion de deux bactéries : S. aureus CIP 53154 adhère principalement par sédimentation, indépendamment de la nature de la surface, tandis que P. aeruginosa PAO1 présente une adhésion corrélée à l’hydrophobie, conformément au modèle de Vogler. A l’aide d’une flow-cell imprimée 3D au laboratoire, la rétention de P. aeruginosa sur ces surfaces a révélé l’importance de la composante visqueuse sur l’adhésion irréversible des organismes. Le développement de matériaux bicouches innovants, a permis de découpler les propriétés chimiques et mécaniques des surfaces. Les résultats ont confirmé que la chimie de surface impactait l’adhésion et que la rétention bactérienne ne dépendait pas uniquement de la rigidité, mais aussi de la capacité d’un matériau à dissiper l’énergie mécanique lors des interactions dynamiques.

Mots clefs : bactéries, adhésion, rétention, polymères hydrophobes, bicouches

Abstract

Impact of the physico-chemical properties of hydrophobic polymer films on their colonization by micro-organism.

Biological fouling, in the form of biofilm or biofouling, poses numerous economic, health, and environmental problems. Strong regulatory frameworks for biocidal molecules and treatment resistance phenomena are encouraging the exploration of new strategies such as “fouling release coatings”. Three properties, often interdependent, have been identified as impacting the settlement of organisms: roughness, chemical properties, and mechanical properties. However, the impact of each of these properties remains poorly understood. This thesis aims to decouple these properties. By obtaining coatings with low roughness (<6 nm), the combined impact of the surface chemistry and mechanical characteristics of five hydrophobic polymers showed different results for the adhesion of two bacteria: S. aureus CIP 53154 adheres mainly by sedimentation, regardless of the nature of the surface, while P. aeruginosa PAO1 exhibits adhesion correlated with hydrophobicity, in accordance with Vogler's model. Using a 3D-printed flow cell in the laboratory, the retention of P. aeruginosa on these surfaces revealed the importance of the viscous component on the irreversible adhesion of organisms. The development of innovative bilayer materials made it possible to decouple the chemical and mechanical properties of surfaces. The results confirmed that surface chemistry impacted adhesion and that bacterial retention depended not only on rigidity, but also on a material's ability to dissipate mechanical energy during dynamic interactions.

Key words: bacteria, adhesion, retention, hydrophobic polymer, bilayer material

Membres du jury

• Pr Lydie PLOUX, rapporteur, Directrice de Recherche, Université de Strasbourg, INSERM UMR 1121, CNRS EMR 7003
• Pr Corinne NARDIN, rapporteur, Professeure des Universités, Université de Pau et des Pays de l'Adour, IPREM
• Dr Guillaume VIGNAUD, directeur de thèse, Maître de Conférences HDR, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Pr Karine VALLÉE, co-directrice de thèse, Professeure des Universités, Université Bretagne Sud, LBCM EMR CNRS 6076
• Pr Christine BRESSY, membre du jury, Professeure des Universités, Université de Toulon, MAPIEM, Grenoble INP
• Pr Nicolas DELORME, membre du jury, Professeur des Universités, Le Mans Université, IMM CNRS UMR 6283

Les travaux sont dirigés par Guillaume Vignaud et Karine Vallée

École doctorale Sciences Pour l'Ingénieur SPI.bzh N°647

Informations pratiques

Mercredi 5 novembre à 9h

Amphithéâtre  Sciences 2

Faculté Sciences & Sciences de l'Ingénieur

Lorient

Crédit photographique : ©Université Bretagne Sud. Service Communication