Innovative and biobased fireproofing process for lignocellulosic materials
Procédé d'ignifugation innovant et biosourcé pour les matériaux lignocellulosiques
Résumé
Lignocellulosic fibrous materials derived from biomass (wood, plant fibers) are raw materials of interest for the world of tomorrow given their renewable aspect and their low environmental impact. However, their heterogeneity, their low fire resistance and their non-uniform mechanical performance limit their uses. In this study, from technical hemp fibers, wood fibers or particles, we use steam explosion as a pretreatment followed by a thermal grafting of a bio-sourced molecule "phytic acid", in order to improve the thermal resistance of lignocellulosic materials.A morphological, chemical, thermal and mechanical characterizations were carried out on all the lignocellulosic materials before and after the various treatments applied. These tests showed the interest of steam explosion as a pretreatment and confirmed the success of the thermal grafting of phytic acid and the fire resistance of the lignocellulosic material.Collaborative work with industrialists shows that the fireproofing process could be industrially competitive in terms of durability, cost, repeatability, and simplicity to scale up.
Les matériaux fibreux lignocellulosiques issus de la biomasse (bois, fibres végétales) constituent des matières premières d'intérêt pour le monde de demain compte tenu de leur aspect renouvelable et de leur faible impact environnemental. Cependant, leur hétérogénéité, leur faible résistance au feu et leur performances mécaniques non-uniforme limitent leurs utilisations. Dans cette étude, à partir de fibres techniques de chanvre, de fibres ou de particules de bois, nous utilisons l'explosion à la vapeur en tant que prétraitement suivi d'un greffage thermique d'une molécule biosourcée « l'acide phytique », dans le but d'améliorer la résistance thermique des matériaux lignocellulosiques. Des caractérisations morphologiques, chimiques, thermiques et mécaniques ont été réalisées sur l'ensemble des matériaux lignocellulosiques avant et après les divers traitements appliqués. Ces essais ont montré l'intérêt de l'explosion à la vapeur en tant que prétraitement et ont confirmé la réussite du greffage thermique de l'acide phytique et la résistance au feu de la matière lignocellulosique. Des travaux en collaboration avec des industriels montrent que le procédé d'ignifugation pourrait être industriellement compétitif en termes de durabilité, de coût, de répétabilité et de simplicité à mettre en échelle.