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Crispiness of food products is a key parameter for consumer acceptance. Available methods to evaluate this attribute are subjective and have limitations. They are particularly difficult to implement when granular products are considered. The present study aims to provide a physical characterization of the crispiness of food granular products (gari and grinded corn flakes) based on the compression cycle modeling and the determination of the Py (yield pressure) parameter of the Heckel model. High Py values attributed to the brittle behavior, are indicative of product crispiness. Furthermore, Py parameter showed sensitivity to the plasticizing effect of water. This developed physical method was validated through sensory analysis and acoustic measurements which are both considered as reference methods for crispiness evaluation. The brittle/plastic behavior attributed to crispy/non crispy products respectively was confirmed through image analysis using X-ray microcomputed tomography. The latter made it possible to distinguish the brittle from the plastic behavior through the particle size distribution evolution. This work suggests that the Py value is a relevant indicator for the crispiness evaluation of granular products. This physical characterization is expected to contribute in food engineering as an alternative method for granular products crispiness in a simpler and a more objective way.

Ce travail de thèse s'est intéressé à développer une nouvelle approche de caractérisation du comportement mécanique des milieux particulaires, à travers l'analyse d'image obtenue par microtomographie à rayons X. Dans un premier temps, une méthodologie combinant l'analyse des cycles de compression avec un suivi de paramètres morphométriques caractérisant les particules à travers l'analyse des images microtomographiques, a été mise au point. Cette méthodologie a été ensuite validée pour deux applications ; dans le domaine alimentaire et dans le domaine pharmaceutique. Le suivi de l'évolution au cours de la compression des paramètres morphométriques des diamètres, diamètre équivalent en volume (ESDv) et le diamètre de l'épaisseur de la structure (St Th), ont montré deux évolutions différentes au cours de la compression selon le mécanisme de déformation (plastique ou fragmentaire) des particules. Il a été possible de mettre en évidence la nature du croustillant des particules alimentaires normalement validé par des méthodologies plus complexes d'analyse sensorielle, en vérifiant l'hypothèse que le croustillant était attribué à un phénomène physique de fragmentation des particules. Finalement, cette méthodologie a été proposée comme outils permettant le suivi de la transmission des contraintes dans des compacts pharmaceutiques, à travers la préservation des structures particulaires pendant la compression. Il a été montré qu'en utilisant un excipient ductile, il est possible de préserver la morphologie de particules pouvant contenir des principes actifs au sein des systèmes multiparticulaires et donc potentiellement mieux maîtriser la libération de ces principes actifs.