Projet FUTURES : Résines furaniques modulables pour des matériaux durables
La biomasse lignocellulosique, issue de matières végétales comme le bois, la paille ou les déchets agricoles, est une ressource abondante et renouvelable.
Elle permet de fabriquer des polymères biosourcés, des matériaux innovants qui peuvent remplacer les plastiques issus du pétrole. Mais qu’est-ce qu’un polymère, et qu’entend-on par polymère biosourcé ?
Un polymère est une grande molécule composée d’unités plus petites (appelées monomères) reliées entre elles comme les maillons d’une chaîne. Ces matériaux sont omniprésents dans notre quotidien, des emballages aux textiles, en passant par les colles et les revêtements. Lorsqu’un polymère est dit biosourcé, cela signifie qu’il est fabriqué à partir de matières premières renouvelables à une échelle de temps humaine, comme les plantes, au lieu de ressources fossiles.
Parmi les polymères biosourcés prometteurs figurent l’alcool polyfurfurylique (PFA), une résine issue de l’alcool furfurylique, ou les humines, des sous-produits générés dans les bioraffineries. Ces polymères présentent une structure moléculaire complexe, constituée de réseaux denses et rigides formés lors de leur fabrication (on parle de réticulation, un processus où les chaînes de polymères forment des noeuds pour créer une matrice solide). Cependant, cette densité de réticulation élevée rend les matériaux rigides mais peu déformables et cassants comme du verre: ils manquent de flexibilité lorsqu’ils sont soumis à des contraintes mécaniques, comme des chocs ou des torsions.
Ce caractère cassant n’est pas dû à des fragilités moléculaires, mais à la façon dont elles s’organisent en un réseau rigide. Les ponts moléculaires qui relient les différentes chaînes polymères forment une structure très serrée, ce qui donne un matériau dur mais fragile, incapable d’absorber efficacement les déformations.
Le projet FUTURES cherche à résoudre ce problème en modifiant la structure chimique des résinesPFA et des humines pour les rendre plus souples et plus résistants. En s’appuyant sur une propriété spécifique des furanes (la structure moléculaire largement présente dans ces polymères), l’objectif est d’introduire des parties plus flexibles dans leur structure, tout en conservant les avantages des polymères biosourcés, comme leur durabilité et leur faible impact environnemental.
En valorisant des ressources végétales renouvelables et en créant des matériaux performants pour ces usages, FUTURES contribue directement à la transition vers une économie plus durable.
Les applications possibles de ces matériaux sont nombreuses : ils pourraient être utilisés, des revêtements durables pour renforcer ou protéger le bois, le métal ou d'autres matériaux tout en respectant l'environnement, des adhésifs biosourcés destinés à l'industrie du bâtiment ou à la fabrication de mobiliers, ainsi que des matériaux composites adaptés à l'aéronautique et à l'automobile pour réduire leur impact écologique.
Avec de tels matériaux, l’avenir pourrait voir émerger des alternatives écologiques à de nombreux produits du quotidien, tout en alliant performance, durabilité et respect de l’environnement.
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Découvrez le portrait de Nathanael Guigo à l'origine du projet FUTURES !
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