Étude du radiogreffage de matériaux lignocellulosiques

Study of radiation-induced grafting of lignocellulosic materials

• Auteur / Autrice : Clément Brendle
• Direction : Rodolphe Sonnier, Belkacem Otazaghine
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie et Physico-Chimie des Matériaux
• Date : Soutenance en 2024
• Etablissement(s) : IMT Mines Alès
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : PCH - Polymères, composites, hybrides
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : PCH - Polymères, composites, hybrides
• Jury : Président / Présidente : Bruno AMéDURI
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rodolphe Sonnier, Etienne Fleury, Xavier Coqueret, Aurélie Cayla, Belkacem Otazaghine
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Etienne Fleury, Xavier Coqueret

Mots clés

Mots clés libres

Radiogreffage

Lin

Miscanthus x giganteus

Ignifugation

Hydrophobie

Radiation-induced grafting

Flax

Miscanthus x giganteus

Flame-retardancy

Hydrophobicity

Résumé

En raison de l'intérêt croissant pour des matériaux durables et respectueux de l'environnement, l'utilisation des ressources lignocellulosiques connaît une augmentation significative. Toutefois, certains inconvénients inhérents à ces matériaux limitent leur application dans divers domaines. Plusieurs stratégies sont envisageables afin d’y remédier et optimiser leurs performances. Parmi elles, le radiogreffage, dont les premiers développements datent du milieu des années 1950, présente des caractéristiques intéressantes. Cette technique consiste à exposer un matériau à des rayonnements ionisants afin d'y greffer des monomères fonctionnels, lui conférant ainsi de nouvelles propriétés. Plusieurs méthodes de radiogreffage existent, notamment, il est possible d’irradier le matériau avant de la mise en contact avec les monomères (pré-irradiation), ou bien de l’irradier en leur présence (irradiation simultanée). Malgré des règles générales qui conditionnent la faisabilité de ces méthodes, pour chaque cas, les conditions opératoires sont à adapter pour mettre en place le procédé le plus efficace possible. Cette thèse a pour objectif d’étudier les possibilités de fonctionnalisation par radiogreffage des fragments de tiges de Miscanthus × giganteus ainsi que du lin sous forme de fibres courtes et longues (tissus). L'étude approfondie des conditions opératoires et des caractéristiques des matériaux traités a permis de déterminer la méthodologie la plus appropriée pour atteindre les résultats désirés. Ainsi, des matériaux lignocellulosiques dotés de propriétés ignifuges ou hydrophobes ont été préparés avec succès. Enfin, ce travail a permis de proposer une nouvelle méthode originale de radiogreffage, qui repose sur une combinaison de plusieurs méthodologies existantes.

Due to the growing interest in sustainable and environmentally friendly materials, the use of lignocellulosic resources is significantly increasing. However, certain inherent drawbacks of these materials limit their application in various fields. Several strategies can be considered to address these issues and optimize their performances. Among them, radiation-induced grafting, first developed in the mid-1950s, presents interesting features. This technique involves exposing a material to ionizing radiations to graft functional monomers onto it, thereby imparting new properties. Several radiation-induced grafting methods exist, including irradiating the material before introducing the monomers (pre-irradiation grafting) or irradiating it simultaneously with them (simultaneous irradiation grafting). Despite the general rules governing the feasibility of these methods, the operating conditions for each substrate must be adapted to establish the most effective process. This work aims to explore the potential for radiation-induced grafting applied to Miscanthus × giganteus stem fragments, as well as flax in the form of short and long fibers (fabrics). A detailed study of the operating conditions and characteristics of the treated materials enabled the determination of the most appropriate methodology to achieve the desired results. As a result, lignocellulosic materials with flame-retardant or hydrophobic properties were successfully prepared. Finally, this work proposed an innovative radiation-induced grafting method that combines several existing methodologies.