Mousses biosourcées anti-feu : de l'impact de la formulation à l'application

Fire-resistant biosourced foams: from the impact of the formulation to the application

• Auteur / Autrice : Susana Arellano ramirez
• Direction : Anne-laure Fameau
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie des materiaux - UMET - MJ
• Date : Inscription en doctorat le 16/10/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMET - Unité Matériaux Et Transformations
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Processus aux Interfaces et Hygiène des Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Biodégradabilité

Biopolymères

Feu

Mousse

Physicochimie des interfaces

Biodegradable

Biopolymers

Fire

Foam

Interfacial physico-chemistry

Résumé

Les incendies de forêt sont une préoccupation croissante dans le monde à cause du changement climatique qui augmente leur fréquence et leur intensité. Les méthodes d'extinction comprennent l'utilisation de solutions chimiques, plus particulièrement de mousses, qui présentent cependant des effets secondaires sur la faune et la flore. L'objectif du projet de thèse vise à développer de nouvelles mousses efficaces, biodégradables, basées sur des ressources renouvelables et ayant un faible impact environnemental. Nous souhaitons nous inspirer de la nature avec une approche biomimétique en prenant l'exemple des mousses gélifiées stables même soumises à de fortes chaleurs produites par des grenouilles et des poissons dans les zones tropicales. La première étape du projet consiste à formuler, à partir de composés issus de la biomasse tels que des bio-tensioactifs, des bio-polymères et des bio-particules disponibles dans le commerce, des mousses entièrement biosourcés et biodégradables, respectant l'écosystème et favorisant si possible la germination pour restaurer l'environnement après un incendie. Ces mousses seront basées sur le principe de la transition sol-gel de manière à obtenir des mousses faciles à produire à l'état liquide (sol) mais qui gélifient (gel) et sont stables une fois appliquée sur la zone de l'incendie. La deuxième étape consiste à développer un système d'évaluation de ces mousses contre les feux de forêt à l'échelle du laboratoire. La troisième étape s'effectuera en collaboration avec des laboratoires experts pour évaluer la biodégradabilité des formules et l'impact sur les sols. Enfin, en partenariat avec une entreprise française, spécialiste des mousses anti-incendie, nous testerons leur efficacité à plus grande échelle.

Forest fires are a growing concern worldwide, with climate change increasing their frequency and intensity. Extinguishing methods include the use of chemical solutions, particularly foams, but these have side effects on flora and fauna. The aim of the thesis project is to develop new foams that are effi cient, biodegradable, based on renewable resources and with a low environmental impact. Our aim is to draw inspiration from nature, using a biomimetic approach and the example of stable gel-like foams produced by frogs and fish in tropical areas, even when subjected to high heat. The first stage of the project is to formulate, from biomass-derived compounds such as commercially available biosurfactants, bio-polymers and bio-particles, fully biosourced and biodegradable foams that respect the ecosystem and, if possible, promote germination to restore the environment after a fire. These foams will be based on the principle of the sol-gel transition, so as to obtain foams that are easy to produce in a liquid state (sol) but which gel (gel) and are stable once applied to the fire area. The second stage involves developing a laboratory-scale system for evaluating these foams against forest fires. The third stage will be carried out in collaboration with expert laboratories to assess the biodegradability of the formulas and their impact on soils. Finally, in partnership with a French company specializing in fire-fighting foams, we will test their effectiveness on a larger scale.