Matériaux biosourcés originaux dérivés de tanins

Original Biosourced Materials derived from Tannins

• Auteur / Autrice : Elham Azadeh
• Direction : Christine Charbonnier-Gérardin, Philippe Gérardin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du bois et des fibres
• Date : Soutenance le 20/10/2023
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LERMAB - Laboratoire d'Études et de Recherche sur le MAtériau Bois (Vandoeuvre-lès-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Rachida Zerrouki
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christine Charbonnier-Gérardin, Philippe Gérardin, Fatima Charrier El Bouhtoury, Mark Irle, Guo Hua Hu
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fatima Charrier El Bouhtoury, Mark Irle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éco-matériaux

Composés

Bois

Polyphénols végétaux

Polyuréthanes sans isocyanates

Mousses de polyuréthanes

Mots clés libres

Mousses polyuréthanes sans isocyanates

Extractibles polyphénoliques issus du bois

Matériaux biosourcés

Eco-friendly materials

Polyphenolic wood-Extract

Isocyanate-Free polyurethane foams

Résumé

La transition vers une économie plus durable et respectueuse de l'environnement a suscité un vif intérêt pour le développement de matériaux biosourcés issus de ressources renouvelables. Parmi ces matériaux, ceux dérivés des tanins, composés phénoliques naturellement présents dans de nombreux végétaux, ont attiré une attention croissante en raison de leurs propriétés uniques et de leurs potentiels d'application dans différents domaines. Les matériaux biosourcés dérivés des tanins offrent de nombreux avantages par rapport aux matériaux traditionnels issus de ressources fossiles. Tout d'abord, leur production ne contribue pas à l'épuisement des ressources non renouvelables. De plus, ils présentent souvent une empreinte environnementale réduite, car ils peuvent être obtenus à partir de déchets de l'industrie agroalimentaire, de l'industrie du bois ou encore de plantes cultivées spécifiquement à cet effet. Les tanins, en tant que précurseurs de matériaux biosourcés, possèdent des caractéristiques intéressantes telles que leur biocompatibilité, leur capacité à former des liaisons chimiques, et leur résistance aux UV. Ces propriétés permettent d'envisager leur utilisation dans de nombreux domaines tels que la chimie des polymères, la fabrication les matériaux d'isolation, les adhésifs ou les composites. Les objectifs de cette étude ont été d'explorer les possibilités offertes par les tanins dans le domaine des mousses isolantes et dans celui des matériaux composites à base de bois. Dans le premier cas, nous avons étudié différentes formulations à base de tanins hydrophobés ou non et d'alcool furfurylique pour obtenir des mousses à 95% biosourcées. Dans le second cas, nous avons testé différentes formulations à base d'alcool furfurylique et de de tanins hydrophobés ou non comme agent de modification chimique du bois massif afin de réaliser des matériaux composites à base de bois permettant de s'affranchir de l'utilisation de produits biocides.

The transition to a more sustainable and environmentally friendly economy has generated a strong interest in the development of bio-based materials from renewable resources. Among these materials, those derived from tannins corresponding to polyphenolic compounds naturally present in many plants, have attracted increasing attention due to their unique properties and to their potential for applications in various fields. Bio-based materials derived from tannins offer numerous advantages over traditional materials derived from fossil resources. Firstly, their production does not contribute to the depletion of non-renewable resources. Moreover, they often present a reduced environmental footprint, as they can be obtained from waste issued from the food and wood industries, or from plants grown specifically for their extraction. As precursors of bio-based materials, tannins have interesting characteristics such as their high biocompatibility, their ability to form chemical bonds and their UV resistance. These properties allow their use in different fields such as polymer chemistry, insulation materials, adhesives and composites. The objectives of this study were to explore the possibilities offered by tannins in the field of insulating foams and wood-based composite materials. In the first case, we have studied different formulations based on hydrophobic or non-hydrophobic tannins and furfuryl alcohol to obtain 95% bio-based foams. In the second case, we have tested different formulations based on furfuryl alcohol and hydrophobic or non-hydrophobic tannins for chemical modification of wood in order to produce wood-based composite materials that do not require the use of biocidal products.