Valorisation des déchets biosourcés pour fabrication des matériaux innovants

Valorization of biowastes for the production of innovative materials

• Auteur / Autrice : Peter El hage
• Direction : Henri Vahabi, Ileana Mendoza castillo, Nicolas Brosse
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Inscription en doctorat le 16/11/2023
• Etablissement(s) : Université de Lorraine en cotutelle avec Instituto tecnologico de aguascalientes
• Ecole(s) doctorale(s) : C2MP - CHIMIE MECANIQUE MATERIAUX PHYSIQUE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMOPS - Laboratoire Matériaux Optiques, Photonique et Systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Equipe 1 : Matériaux Fonctionnels

Mots clés

Mots clés libres

Panneaux

Feu

Composite

Retardateur de flamme

Explosion a la vapeur

Fibre naturelle

Pannels

Fire

Composite

Flame retardant

Steam explosion

Natural fiber

Résumé

Cette thèse est basée sur la valorisation des déchets agricoles, pour une utilisation dans différentes applications. Cette valorisation peut réduire les problèmes liés à l'augmentation des coûts de production, des problèmes environnementaux, et peut jouer un rôle très important dans l'amélioration de la situation économique. Compte tenu des problèmes mondiaux tels que la pollution de l'eau et l'épuisement des ressources fossiles, les contributions à une approche plus durable sont très recherchées. Dans ce travail de thèse, nous allons utiliser de nouvelles matières premières telles que les résidus de biomasse d'houblon générés par le secteur Lycée agricole Obernai (France) pour résoudre ce problème. Les déchets d'houblon générés par le nouveau procédé de décortication développé seront considérés comme une source potentielle de sous-produits industriels. Ces matériaux seront d'abord transformés en chars et hydrochars comme adsorbants pour la décontamination de l'eau et catalyseurs hétérogènes pour la production de biodiesel respectivement. De plus, les déchets d'houblon seront soumis à un procédé d'explosion à la vapeur à l'échelle pilote pour produire des fibres homogènes. Des caractérisations physico-chimiques seront réalisées sur les fibres prétraitées. Pour les rendre non-inflammables avant usage, des améliorations seront apportées en optimisant un greffage chimique sans solvant de l'« acide phytique », un retardateur de flamme biosourcé. Ces fibres non-inflammables vont être ensuite utilisées pour la préparation de panneaux isolants à faible densité basés sur le procédé Air lay afin de contribuer à des économies d'énergie durables dans les secteurs du bâtiment. Des composites verts à base de PLA, respectueux de l'environnement et ininflammables, seront également préparés comme nouvelle alternative aux composites synthétiques.

Our work is based on valorization of agricultural waste, for used in different applications. This valorization can reduce the problems related to the increase in production cost, awareness of environmental problems, and play a very important role improving the economic situation. Given global issues such as water pollution, and the depletion of fossil resources, Contributions to a more sustainable approach are highly sought for. In this present work we are going to use a new feedstocks such as the hops biomass residues generated from the Lycée Agricole Obernai sector (France) introduced to solve this issue. Hops waste generated through new developed decortication process will be considered as potential source of industrial by-products. These materials will be firstly transformed into chars and hydrochars as adsorbents for water decontamination and heterogeneous catalysts biodiesel production respectively. Furthermore, the increased use of renewable resources aims to maintain environmental boundaries. In this perspective, the waste of hops will be subject to a pilot-scale steam explosion process to produce homogeneous fibers. Physico-chemical characterizations will be achieved on the pretreated fibers. To make them non-flammable before use, improvements will be achieved by optimizing a solventless and thermal industrialized grafting of a biosourced flame-retardant “phytic acid”. These non-flammable waste fibers could be used in materials application. Hence, non-flammable fibers will be used for low density insulation panels preparation based on the Air lay process to contribute on sustainable energy saving in building sectors. Eco-friendly and nonflammable PLA-based green composites will be also prepared as new alternative to synthetic composites.