Thèse soutenue

Hybride associant polymère biosourcé et un système renforçant les propriétés de tenues au feu : analyse de la morphologie des mélanges et de leur structure pour l'optimisation des propriétés fonctionnelles
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Auteur / Autrice : Kelly Tran
Direction : Yvan ChalametChristian CarrotNathalie Mignard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie et Sciences des matériaux
Date : Soutenance le 26/05/2021
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Ingénierie des Matériaux Polymères (Auvergne Rhône-Alpes ; 2007-....)
établissement opérateur d'inscription : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-....)
Jury : Président / Présidente : Yves Grohens
Examinateurs / Examinatrices : Véronique Bounor
Rapporteurs / Rapporteuses : Françoise Berzin, Arnaud Poulesquen

Résumé

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L’objectif de ces travaux de recherche est de développer un matériau hybride biopolymère/géopolymère ayant des bonnes propriétés de résistance et de réaction au feu, mis en œuvre par un procédé continu d’extrusion. Pour cela, il a été nécessaire de mener une étude rhéocinétique afin de mieux comprendre la réaction de géopolymérisation et ainsi d’éviter les risques de réticulation dans la machine. Le principe de superposition temps de réaction – température a été introduit afin de prédire à la fois le temps de gel chimique ainsi que les modules de la pâte de géopolymère au cours de la réaction. Le modèle en série parallèle de Takayanagi a également été utilisé afin de décrire l’évolution de la structure du réseau au cours de la formation du géopolymère. L’étude de différents moyens de mise en œuvre ont été abordés et a permis de mettre en évidence un procédé permettant de combiner à la fois la fabrication du matériau hybride thermoplastique à base d’amidon thermoplastique (TPS) et la génération in situ de géopolymère dans une extrudeuse bivis. Cette thèse a abouti au développement d’un nouveau matériau hybride présentant des propriétés de résistance au feu améliorées que ce soit au niveau du flux de chaleur dégagée ou du retardement de l’ignition du matériau. La présence de géopolymère au sein de la matrice de TPS permet l’obtention d’un résidu de calcination ayant une structure alvéolaire, expansée et cohésive pouvant jouer le rôle de barrière physique à la diffusion de la chaleur.