Synthèse et caractérisation de nouveaux absorbeurs-UV hybrides : Application à la protection du bois

Synthesis and characterization of new hybrid UV-absorbers - Application to wood protection

• Auteur / Autrice : Daniel Kervern
• Direction : Stéphane Jobic
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux, physico-chimie du solide
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Université Nantes-Angers-Le Mans - COMUE (2009-2015)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans ; 2008-2021)
• Jury : Président / Présidente : Guy Ouvrard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Jobic, Guy Ouvrard, André Merlin, Pierre Mialane, Rémi Dessapt
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : André Merlin, Pierre Mialane

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets du rayonnement ultraviolet

Rayonnement ultraviolet

Effets de la lumière

Bois

Produits de préservation du bois

Résumé

Le bois est le matériau de prédilection de construction pour la maison. Fort de ses propriétés physiques et de son côté esthétique, il possède un potentiel de développement considérable. Cependant, ses constituants et principalement les lignines, peuvent réagir avec le rayonnement UV entrainant des phénomènes de photodégradation via des mécanismes radicalaires complexes. Ceux-ci se traduisent, lors d'une irradiation prolongée en extérieur (à un moindre niveau en intérieur), par des décolorations surfaciques indésirables. Dans un contexte écologique, il est important de limiter ces changements de couleur. La dispersion d'absorbeurs-UV efficaces en surface apparaît être un remède prometteur à ce problème. Dans cette optique, les absorbeurs-UV traditionnels (Ti 02, ZnO,. . . ) s'avèrent être peu convaincants du fait de la coloration blanche qu'ils induisent en surface (phénomènes de diffusion dus à leur fort indice de réfraction). Notre groupe s'intéresse depuis quelques années à des matériaux hybrides organiques-inorganiques, à base de polyoxomolybdates et de cations dits organoammoniums, qui présentent une grande variété de composés. Parmi ceux-ci, une famille de matériaux comportant une charpente inorganique en chaines 1/oo[Mo8026]4- a montré des propriétés intéressantes d'absorption-UV. Notre choix s'est alors porté sur cette nouvelle classe de composés, peu connue pour encore, qui possèdent un indice de réfraction moins élevé grâce à leur partie organique. Ils devraient ainsi ne pas altérer la couleur naturelle du bois. Les enjeux de ces travaux sont donc la synthèse et la caractérisation de nouveaux absorbeurs-UV hybrides, puis leur application en surface d'échantillons bois en vue de leur protection contre le rayonnement UV.

Wood is the predilection material for house construction. Strong of its physical properties and its aesthetic aspect, its potential development is considerable. However, its constituents and mainly lignins, can react with UV radiation leading to photodegradation phenomena via complex radicalar mechanisms. These results induce surface discolorations in case of outdoor long-term irradiation (at a lower scale indoor). The dispersion of efficient UV-absorbers at wood surface appears then as a promising cure for this problem. In this prospect, common UV-absorbers (Ti02, ZnO,. . . ) turn out to be little convincing because of the white coloration they induce at the surface (diffusion phenomena due to their high refractive index). Our team has been investigating for a few years now on hybrid organic-inorganic materials, based on polyoxomolybdates and organoammonium cations, which present a large variety of compounds. Among these, some built on a 1 I oo[Mo8026]4- chain structure exhibit interesting UV-absorption properties. We thus chose to study this new class of compounds, poorly known so far, which possesses a lower refraction index thanks to their organic part. Thereby, we should expect no alteration of wood natural color. In this way, the issues of this work are the synthesis and the characterization of new hybrid UV-absorbers, and their application at the surface of wood samples towards UV behaviour tests.