Prétraitements de la cellulose pour une nanofibrillation par extrusion
Auteur / Autrice : | Fleur Rol |
Direction : | Julien Bras |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie |
Date : | Soutenance le 01/02/2019 |
Etablissement(s) : | Université Grenoble Alpes (ComUE) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés pour la bioraffinerie, les matériaux bio-sourcés et l’impression fonctionnelle (Grenoble ; 1995-....) |
Jury : | Président / Présidente : Carlos Vaca-Garcia |
Examinateurs / Examinatrices : Nadia El Kissi | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Carmen Freire, Guy Della Valle |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Ce projet vise à développer un nouveau procédé de fabrication de nanofibrilles de cellulose (NFC) à fort taux de matière sèche et en consommant peu d’énergie. L’extrusion bi-vis, technique industrielle, efficace énergétiquement et facilement adaptable fut ainsi utilisée pour produire des NFC à 20%. En diminuant considérablement la teneur en eau, cette nouvelle stratégie permet de diminuer le coût du transport, d’améliorer le stockage et d’élargir leur domaine d’application. Ce travail a consisté (i) à développer de nouveaux prétraitements chimiques des fibres de celluloses, respectueux de l’environnement pour faciliter la fibrillation de la cellulose et produire des NFC fonctionnelles de qualité, (ii) à optimiser les conditions d’extrusion ainsi que le profil de vis et (iii) à préparer des matériaux à partir de cette nouvelle matière. Quatre prétraitements chimiques ont été identifiés comme facilement industrialisables et ensuite optimisés. La nanofibrillation par extrusion a été ensuite simulée par un logiciel pour obtenir des conditions d’extrusion optimisées. La production de NFC de qualité à l’échelle semi-industrielle a été validée. Différentes applications ont été envisagées pour ces nouvelles NFC à fort taux de matière sèche.