Note ABES Anisotropie, transferts & écoulement de mélanges de protéines végétales par cuisson-extrusion en milieu humide Anisotropy, transport phenomena & flow of plant-protein blends during high-moisture extrusion cooking Extrusion humide Extrusion Anisotropy Plant proteins Rheology Protéines végétales Extrusion Cuisson-extrusion Anisotropie Rhéologie Modélisation CFD Cette thèse a cherché à mieux comprendre un procédé en plein essor mais encore mal maîtrisé, capable de produire substituts de viandes fibreux et riches en protéines végétales : l'extrusion humide. L'enjeu a été de développer des outils permettant de relier les structures fibreuses aux conditions opératoires afin d'avancer vers une modélisation prédictive du procédé. La structuration a été étudiée par des méthodes mécaniques et morphologiques, et les leviers permettant l'anisotropie ont été mis en évidence. Une nouvelle méthode de caractérisation rhéologie est décrite et détaille le comportement rhéologique des mélanges de protéines pour différentes conditions d'extrusion et formulation. À partir de ces bases, l'analyse dimensionnelle a permis de construire des relations reliant variables opératoires et dimensions de la filière aux grandeurs de sortie. L'utilisation d'une filière modulaire a servi à tester systématiquement l'effet de la hauteur, de la largeur et de la longueur. Des simulations CFD ont permis de calculer les champs de vitesse et de température dans différentes géométries, en intégrant la loi rhéologique déterminée, et d'explorer leur lien avec la structuration fibreuse et apporter un outil de prédiction de la structure anisotropique. Ce travail combine ainsi caractérisation expérimentale, modélisation rhéologique, relations issues de l'analyse dimensionnelle et simulation numérique. Il fournit un cadre pour mieux comprendre la formation des structures anisotropes et accompagner le passage à l'échelle industrielle de l'extrusion humide. This thesis aimed to improve the understanding of a rapidly expanding yet still poorly mastered process, capable of producing fibrous, plant-protein-rich meat substitutes: high-moisture extrusion. The objective was to develop tools to link fibrous structures to operating conditions in order to move toward predictive modeling of the process. Structuring was investigated through mechanical and morphological methods, and the key factors enabling anisotropy were identified. A new rheological characterization method is described, detailing the flow behavior of protein blends under different extrusion conditions and formulations. Based on these foundations, dimensional analysis was used to establish relationships linking operating variables and die dimensions to process outputs. The use of a modular die made it possible to systematically test the effects of height, width, and length. CFD simulations were then employed to compute velocity and temperature fields in different geometries, integrating the determined rheological law, and to explore their link with fibrous structuring, providing a predictive tool for anisotropic structure formation. This work thus combines experimental characterization, rheological modeling, dimensional analysis, and numerical simulation. It provides a framework to better understand the formation of anisotropic structures and to support industrial scale-up of high-moisture extrusion. Electronic Thesis or Dissertation Text fr en PDF 16321574 https://theses.fr/2025ULILR073/abes Purcell Tom Purcell 1999-12-10 NL 298610388 https://theses.fr/2025ULILR073 2025ULILR073 https://doi.org/10.70675/ee934983zf6a6z49e5zb0eezb924d47d0599 2025-11-04 Biotechnologies agroalimentaires, sciences de l'aliment, physiologie Université de Lille (2022-....) 259265152 Doctorat Docteur es non oui Delaplace Guillaume MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 153573279 Della Valle Guy MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 03368748X Duquesne Sophie MADS_PRESIDENT_DU_JURY 060646144 Izzet Adrien MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 230832466 Jury Vanessa MADS_RAPPORTEUR_1 142854972 Mirade Pierre-Sylvain MADS_RAPPORTEUR_2 183915933 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 161609465 Biopolymères, Interactions, Assemblages BIA (Unité de recherche INRA - Université de Nantes) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 198350090 Association nationale de la recherche et de la technologie (France) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_3 026468735 Nxtfood MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_4 298600358 ddc:660 Delaplace Guillaume Della Valle Guy Duquesne Sophie Izzet Adrien Jury Vanessa Mirade Pierre-Sylvain École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) Biopolymères, Interactions, Assemblages BIA (Unité de recherche INRA - Université de Nantes) Association nationale de la recherche et de la technologie (France) Nxtfood PDF 16321574 confidentialité 2025-11-04 2030-11-04 confidentialité 2025-11-04 2030-11-04 confidentialité 2025-11-04 2030-11-04 confidentialité 2025-11-04 2030-11-04