Composites et matériaux actifs : fibres lignocellulosiques pour produits biosourcés

Cette thèse s’appuie sur des travaux de recherche réalisés sur une période de plus de 20 ans et elle a été rédigée dans le but d’obtenir le diplôme de doctorat par Validation des Acquis par l’Expérience (VAE). Mes travaux de recherche sont en adéquation avec les attentes sociétales et environnementales actuelles puisqu’ils traitent de l’étude et de l’utilisation de fibres lignocellulosiques pour deux grands domaines d’application : le domaine des biocomposites et celui des matériaux actifs pour l’emballage et le biomédical. Dans le cas des biocomposites, les études présentées dans ce travail traitent essentiellement de la problématique de la compatibilisation entre renforts lignocellulosiques et matrices.

En effet, les fibres lignocellulosiques ou leurs dérivés sont polaires alors que les matrices sont en général apolaires. Pour obtenir de bonnes propriétés, il faut donc améliorer les interactions renforts/matrice. Pour cela, nous nous sommes principalement intéressés à la modification de ces renforts lignocellulosiques.
Trois stratégies ont été utilisées.

La première s’intéresse à des nanocristaux de cellulose (CNC) utilisés comme renfort. Ils ont été modifiés chimiquement par des acides aromatiques, selon un procédé vert, pour les rendre moins polaires.

La deuxième stratégie est basée sur l’adsorption de molécules biosourcées, du xyloglucane (XG), et de CNC sur des tissus de lin, avec le même objectif d’amélioration des interactions.

La dernière stratégie s’appuie sur l’utilisation d’un procédé simple d’extraction de fibres de bambou à la soude. Il permet de maintenir un rendement matière élevé et de texturer la surface des fibres afin d’améliorer l’ancrage mécanique de la matrice. Pour l’application relative aux matériaux actifs, nous avons mis à profit les avantages de la nanocellulose et en particulier des nanofibrilles (CNF). Les CNF ont un intérêt comme « plateforme » de modification pour l‘obtention de matériaux présentant des propriétés actives. Les travaux présentés sont basés sur l’utilisation de CNF oxydées ou non et modifiées par greffage ou par adsorption. L’activité antimicrobienne des matériaux obtenus a été analysée et leur intérêt dans le domaine de l‘emballage et du biomédical, plus particulièrement en tant que pansement externe, a été évalué.

Thèse disponible sur : https://cnrs.hal.science/LGP2/tel-04226047v1