Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Alain CELZARD : Docteur de l'université Henri-Poincaré, Nancy 1 - Professeur à l'ENSTIB – université de Lorraine, à l'institut Jean Lamour – UMR CNRS 7198 et à l'institut universitaire de France
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Vanessa FIERRO : Docteur de l'université de Saragosse (Espagne) - Chargée de recherches au CNRS et à l'institut Jean Lamour – UMR CNRS 7198
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Antonio PIZZI : Docteur de l'université de Rome (Italie) - PhD, université de l'OFS (Afrique du Sud), - D.Sc., université de Stellenbosch (Afrique du Sud) - Professeur à l'ENSTIB – université de Lorraine et au LERMAB – EA 4370
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Cet article traite des matériaux poreux multifonctionnels récemment mis au point à partir de ressources végétales. Après de brefs rappels sur l'importance industrielle des matériaux poreux, sur l'intérêt de les concevoir à partir du bois et des différentes substances présentes dans la biomasse lignocellulosique, nous présentons des mousses et des gels hautement poreux dérivés de tannin, lignine ou cellulose. Nous traitons ensuite le cas des solides carbonés dérivés de mousses et de gels, ainsi que du bois lui-même. Les applications potentielles de ces nouveaux matériaux sont décrites, toutes liées aux deux domaines d'importance majeure que sont l'énergie et l'environnement.
The present article deals with multifunctional porous materials recently developed from vegetable resources. After some brief reminders about the industrial importance of porous materials, the interest of preparing them from wood and other substances present in lignocellulosic biomass, highly porous foams and gels derived from tannin, lignin or cellulose are presented. The case of porous solids derived from foams and gels, and from wood itself as well, is treated next. Potential applications of all these new materials are described, all related to the key domains that are energy and environment.
bois, matériaux poreux, mousses, aérogels, matériaux carbonés, énergie et environnement
wood, porous materials, foams, aerogels, carbonaceous materials, energy and environment
Domaine : Chimie des matériaux
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Moussage, gélification, pyrolyse, activation physique ou chimique
Domaines d'application : Énergie et environnement
Principaux acteurs français : Institut Jean Lamour – UMR CNRS 7198 ; LERMAB – EA 4370
Pôles de compétitivité : Fibres Grand Est
Centres de compétence :
Industriels : SilvaChimica, fournisseur de tannins
Autres acteurs dans le monde :
Contact : [email protected]
Les travaux relatés ici ont valu à Alain Celzard sa nomination à l'Institut universitaire de France en 2010 en tant que membre junior, ainsi que le 1er Prix régional du Chercheur 2011, décerné par la région Lorraine en février 2012.
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Contexte
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6. Conclusions et perspectives
Le sujet traité dans cet article s'inscrit dans la problématique générale du développement durable, qui repose sur une utilisation maîtrisée des ressources non renouvelables et sur une réduction forte de la pression des activités humaines sur l'environnement . Dans ce contexte, il convient de rechercher des substituts, notamment produits à partir de la biomasse, objet de cet article, et en particulier de nouveaux matériaux poreux « verts ». Cet objectif peut être atteint à terme au travers du développement de matériaux à haute valeur ajoutée et leur application à des problèmes énergétiques et environnementaux, reposant sur :
-
la synthèse de nouveaux matériaux dérivés de la « chimie verte », dont le caractère multifonctionnel permet une extraordinaire variété d'applications ;
-
la valorisation complète de la biomasse dans une approche intégrée : préparer des solides poreux pour catalyser les procédés et traiter les produits de la bioraffinerie.
Les plus hautes technologies étant systématiquement basées sur l'emploi de ressources non renouvelables, des recherches sont encore nécessaires mais ont déjà montré la pertinence de développer des matériaux performants dérivés de la biomasse. Cependant, pour ne plus mettre en opposition développement d'une part, et environnement et maîtrise de l'énergie d'autre part, il est nécessaire d'exploiter raisonnablement les ressources renouvelables. La biomasse non alimentaire, et notamment le bois, devraient ainsi jouer un rôle croissant dans le futur (valorisation matière et valorisation énergétique), en intégrant les préoccupations énergétiques et environnementales des industries de transformation, tout en préservant leur compétitivité économique. La haute valeur ajoutée des matériaux produits sera gage de croissance économique.
Pour y parvenir, la formule « agir local, penser global », souvent employée dans les problématiques liées au développement durable, doit être la ligne directrice. Les technologies liées à l'énergie et l'environnement font presque toujours intervenir...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SING (K.S.W.), EVERETT (D.H.), HAUL (R.A.W.), MOSCOU (L.), PIEROTTI (R.A.), ROUQUEROL (J.), SIEMIENIEWSKA (T.) - Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity (Recommendation 1984). - Pure Appl. Chem., 57(4), p. 603-619 (1985).
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(2) - BIDLACK (J.), MALONE (M.), BENSON (R.) - Molecular structure and component integration of secondary cell walls in plants. - Proceedings of the Oklahoma Academy of Science, 72, p. 51-56 (1992).
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(3) - TONDI (G.), ZHAO (W.), PIZZI (A.), DU (G.), FIERRO (V.), CELZARD (A.) - Tannin-based rigid foams : a survey of chemical and physical properties. - Biores. Technol., 100, p. 5162-5169 (2009).
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(4) - ZHAO (W.), PIZZI (A.), FIERRO (V.), DU (G.), CELZARD (A.) - Effect of composition and processing parameters on the characteristics of tannin-based rigid foams. Part I : cell structure. - Mat. Chem. Phys., 122, p. 175-182 (2010).
-
(5) - GIBSON (L.J.), ASHBY (M.F.) - Cellular solids : structure and properties. - 2nd ed. Cambridge Solid State Press, Cambridge University Press (1997).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Essais de réaction au feu – Débit calorifique, taux de dégagement de fumée et taux de perte de masse – Partie 1 : Débit calorifique (méthode au calorimètre conique) - ISO/CD 5660-1 - 1993
-
Standard test method for determining material ignition and flame spread properties - ASTM E1321-97a -
-
Determination of the emission of volatile organic compounds an aldehydes for building products – Small chamber method - JIS A 1901 - 2003
ANNEXES
Composizione per la fabbricazione di un materiale espanso a base di tannini, materiale espanso da essa ottenibile, e relativo procedimento di fabbricazione. Brevet italien, déposé le 21/07/2011 sous le no TO2011A000656
Mousses rigides à base de tanins de type procyanidine ou prodelphinidine et leur procédé de préparation. Brevet français, déposé le 23/08/2011 sous le no 11/025821. Extension déposée le 2/08/2012 sous le no PCT/FR2012/051828.
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