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Matériaux Éco-compatibles

Les activités relevant de ce thème concernent l’étude chimique et physico-chimique de biopolymères et de polymères biosourcés d’origine végétale (lignine, cellulose) ou animale (collagène, gélatine), ainsi que de précurseurs biosourcés prometteurs (monomères furaniques issus de la valorisation de la biomasse, huiles végétales modifiées). Il s’agit de composés issus de matières premières n’entrant pas en compétition avec l’alimentation. Les objectifs liés à cet axe sont de trouver des alternatives aux polymères, résines et composites issus de la pétrochimie, de développer des procédés durables pour l’élaboration de tels matériaux, de valoriser certains composés issus de la biomasse végétale provenant de différentes filières, d’améliorer les propriétés de ces nouveaux matériaux grâce à des charges ou des fibres naturelles. Il s’agit également de trouver des alternatives à l’utilisation de monomères ou de durcisseurs toxiques et néfastes pour l’environnement. Ces travaux s’inscrivent dans un contexte de développement d’une chimie verte et plus respectueuse de l’environnement. Ces composés seront utilisés dans l’industrie de demain en remplacement de matières premières issues du pétrole ou impactées par les nouvelles contraintes environnementales (exemple : directive REACH). Ces activités s’appuient sur une expertise de l’équipe dans la synthèse et la caractérisation de polymères, la compréhension des transitions physiques relatives à ces macromolécules (cristallisation, gélification, transition vitreuse, vitrification) ou des réactions chimiques complexes mises en jeu (réticulations perturbées par des transitions physiques) et des aspects cinétiques de ces transformations dont dépendent fortement les propriétés macroscopiques et la morphologie des matériaux obtenus. Nous cherchons également à comprendre et à modéliser les phénomènes catalytiques et de micro- et nano-structuration induits par des objets de formes et de tailles diverses (feuillets d’argiles, nanoparticules de silice, renfort cellulosiques, etc.) introduits au sein de ces polymères (coll. J. Persello). De nouvelles propriétés peuvent également être induites par structuration, alignement de particules sous champs magnétique et contrôle de la polymérisation (coll. G. Bossis).

Les premiers nanocomposites ont été réalisés à partir de polymères synthétiques et de différentes nanocharges (argiles, silices, nanotubes de carbones). Plus récemment, nous avons obtenus des matériaux composites et nanocomposites hybrides organique-inorganique originaux - certains étant entièrement biosourcés - possédant des performances thermiques et mécaniques remarquables. Du fait de la complexité des systèmes étudiés, nous travaillons avec des techniques expérimentales originales adaptées à l’étude de ces systèmes, voir les plateformes technologiques Analyse thermique, mécanique et rhéologique et Centre de micro & nanorhéométrie. Une nouvelle méthode d’analyse des données a été développée. Cette méthode combinée à des analyses thermiques, rhéométriques, spectroscopiques et morphologiques permet d’établir des liens entre réactivité, structure, propriétés et de mettre en avant le rôle de certains facteurs déterminants, comme la température, les variations de viscosité, les interactions (nano)charges-matrice et la dispersion des particules à l’échelle nanométrique.


- Personnels impliqués dans cette équipe (cliquez sur les liens pour plus d’information)

- projet