Revêtements innovants écodurables à base de déchets de biomasse pour la protection de la corrosion dans le milieu des transports: valorisation de la lignine locale à haute valeur ajoutée.

Anti-Corrosive Potential of Aircraft Sustainable Coatings Based on Biomass Waste: Local Lignin valorization for high technology purpose.

• Auteur / Autrice : Thaiana Smilgevicius
• Direction : Jean-charles Dupin, Renata ANTOUN SIMãO
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Inscription en doctorat le 28/08/2023
• Etablissement(s) : Pau en cotutelle avec Université Fédérale de Rio de Janeiro
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences analytiques et de Physico-chimie pour l'Environnement et les Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Protection anti-corrosion

Revêtements écodurables

Lignine

Aéronautique

Sol-gel

Anodisation

Sustainable Coatings

Lignin

Anti-corrosive protection

Aircraft

Sol-Gel

Anodizing

Résumé

Les métaux et alliages sont connus pour être thermodynamiquement instables dans certaines conditions environnementales particulièrement agressives et subissent généralement une corrosion. De nos jours, la plupart des méthodes appliquées pour prévenir la corrosion et protéger les métaux consistent en des solutions non conformes REACH (à base de Cr). Une alternative intéressante est l'utilisation de revêtements inorganiques et/ou organiques qui peuvent modifier le potentiel de corrosion des métaux et la résistance électrique. Néanmoins, la plupart de ces composés proviennent de sources pétrochimiques et dans la plupart des cas, des procédés invasifs pour l'environnement sont employés pour leur production. Récemment, certaines alternatives biosourcées ont été considérées comme des systèmes inhibiteurs et parmi les différentes matières premières renouvelables pour la production de biomatériaux, la biomasse lignocellulosique est considérée comme l'une des plus prometteuses. La lignine a un grand potentiel pour produire des biomatériaux en raison de sa structure aromatique et de ses multiples fonctionnalités, mais la majeure partie de la lignine produite dans le monde est actuellement utilisée comme vecteur énergétique et seule une petite quantité est utilisée comme charge, additif ou dispersant dans le béton, les composites ou les revêtements. Il existe donc un manque de connaissances et une nécessité urgente de développer des produits à haute valeur ajoutée et renouvelables à base de lignine. Dans le présent travail de thèse, nous proposons de récupérer la substance locale de lignine à partir de la biomasse de bois de pin et de la mettre en œuvre dans un biorevêtement hybride durable afin de proposer une nouvelle façon de protéger les alliages d'aluminium des avions de la corrosion. Différentes conceptions de revêtement (sol-gel hybride, matériau anodisé imprégné) seront préparées avec une application même directement sur la surface nue de l'alliage Al2024 ou après une structuration pré-nano qui impliquerait une propriété superhydrophobe de la couverture. L'utilisation de dérivés de lignine, pour remplacer les composés aromatiques à base d'huile actuellement présents dans la formulation des revêtements, offrira alors l'avantage d'une durabilité, d'une adhérence et d'une propriété anticorrosion améliorées.

Metals and alloys are known to be thermodynamically unstable at certain particularly aggressive environmental conditions and typically undergo corrosion. Nowadays, most of the applied methods to prevent corrosion and protect metals consists into REACH non-compliant solutions (Cr-based). An interesting alternative is the use of inorganic and/or organic coatings that can modify metals corrosion potential and the electric resistance. Nevertheless, main of these compounds come from petrochemical sources and in most cases, environmentally invasive processes are employed for their production. Recently, some bio-based alternatives have been considered as inhibiting systems and among the different renewable feedstocks for the production of biomaterials, lignocellulosic biomass is being considered one out of the most promising ones. Lignin gets a great potential for producing biomaterials due to its aromatic structure and multiple functionalities, but most of the lignin produced worldwide is currently used as energetic vector and only a little amount is used as filler, additive or dispersant in concrete, composites or coatings. Hence, there is a gap of knowledge and an urgent necessity for developing high-added-value and renewable products based on lignin. In the present PhD work, we propose to recover local lignin substance from pine wood biomass and to implement it within a sustainable hybrid biocoating in order to propose a new way to protect aircraft aluminium alloys from corrosion. Different coating designs (hybrid sol-gel, impregnated anodized material) will be prepared with an application even directly onto bare Al2024 alloy surface or after a pre-nano structuration that would involve a superhydrophobic property of the cover. The use of lignin derivatives, to substitute oil-based aromatic compounds currently present in coating formulation, will then offer the benefit of improved sustainability, adhesion and anticorrosion property.