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La cellulose pour des superisolants

Des émulsions pour structurer des matériaux biosourcés de très faible conductivité thermique

Des émulsions sans tensioactifs pour structurer des matériaux biosourcés de très faible conductivité thermique
Mis à jour le 06/07/2018
Publié le 26/06/2018

Le bâtiment, le plus gros consommateur d’énergie en France, est l'un des secteurs clé pour lutter contre le réchauffement climatique. Un des leviers d’action consiste à travailler sur l’isolation de bâtiments neufs en imposant des normes de consommation plus sobres en énergie. L’utilisation de matériaux ayant des propriétés superisolantes permet de réduire l’épaisseur d’isolant nécessaire, ce qui implique également un gain économique.

Dans cette étude, des aérogels avec des propriétés thermiques de superisolants ont été préparés en deux étapes à partir de cellulose : (i) une émulsion huile-dans-eau, dite de Pickering parce qu’elle est stabilisée uniquement par des particules, est produite avec des nanofibres de cellulose (NFC) pour seul stabilisant. Puis (ii) cette émulsion sans tensioactifs est séchée pour former des aérogels. Ce procédé original permet de former un réseau alvéolaire régulier de taille micrométrique qui donne à la fois d’excellentes propriétés mécaniques et une conductivité thermique extrêmement faible (0,018 W/m.K), inférieure à celle de l’air (0,025 W/m.K). De plus, ces matériaux cellulosiques de haute porosité et densité faible sont résistants (modules de compression de l’ordre de 1,5 MPa) et peuvent être déformés jusqu'à 60% avant que la structure ne s'effondre.

Ces aérogels superisolants fabriqués avec des nanofibres de cellulose sont aussi complètement biosourcés. Ils présentent l’avantage d’être biodégradables, biocompatibles et renouvelables, ce qui en fait des matériaux particulièrement attractifs.

Partenaires : ce travail a été réalisé par l’unité BIA, en partenariat avec le laboratoire IRDL (UMR Cnrs 6027) pour les mesures de conductivité thermique.

Publication associée : Jimenez-Saelices, C., Seantier, B., Grohens, Y., & Capron, I. (In Press). Thermal Superinsulating Materials Made from Nanofibrillated Cellulose-Stabilized Pickering Emulsions. ACS applied materials & interfaces.

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Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
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Pays de la Loire