1 - CONTEXTE

2 - PRINCIPAUX CONSTITUANTS DU BOIS

• 2.1 - Éléments d'anatomie du bois
• 2.2 - Biopolymères du bois
  Figure 2 - Structure schématique de la paroi secondaire du bois (d'après [2]) Figure 3 - Structure générale de l'unité flavonoïde à la base des tannins condensés et numérotation conventionnelle des atomes (les tannins de mimosa et de pin ont des groupements OH en positions 3, 7, 3', 4', 5' et en positions 3, 5, 7, 3', 4' respectivement)
• 2.3 - Substances extractibles
• 2.4 - Composés phénoliques

3 - MOUSSES SOLIDES

• 3.1 - Moussage d'une résine à base de tannins
  Figure 4 - Réactions du tannin Figure 5 - Moussage (moins d'une minute) de la formulation à base de tannin décrite dans l'exemple
• 3.2 - Propriétés des mousses à base de tannin
  Figure 6 - Micrographies (microscopie électronique à balayage) de mousses de tannin obtenues avec différentes quantités d'agent gonflant [les valeurs numériques correspondent à la densité apparente de la mousse et au nombre de ppi, qui est la densité linéaire de pores (pores per inch)] Figure 7 - Relations entre masse d'agent gonflant (m), densité (d ) et diamètre de cellules, toutes autres choses étant égales par ailleurs Figure 8 - Courbe de compression d'une mousse de tannin de densité 0,068 (les mesures ont été effectuées dans la direction d'expansion de la mousse) Figure 9 - Comparaison de la résistance à la compression de mousses de tannin et de mousses phénoliques commerciales (les mesures ont été effectuées dans la direction d'expansion de la mousse) Figure 10 - Conductivité thermique des mousses de tannin mesurée dans deux directions orthogonales (z est la direction d'expansion, xy est le plan perpendiculaire à z ) Figure 11 - (a) Exemple de débits calorifiques (HRR : Heat Release Rate ) mesurés en fonction du temps pour des mousses de différentes densités soumises à des flux de chaleur rayonnante de 25 ; 50 et 60 kW · m–2 et (b) débits calorifiques maximaux moyens en fonction de la chaleur rayonnante apportée
• 3.3 - Nouvelles générations de mousses dérivées de tannin
  Figure 12 - Micrographies (microscopie électronique à balayage) de mousses de tannin de même densité (a) avec formaldéhyde et (b) sans formaldéhyde Figure 13 - Isocyanates utilisés comme additifs aux mousses à base de tannin : (a) polyuréthane monocomposant (ayant encore des groupes isocyanates réactifs) ; (b) pMDI Figure 14 - Variété de structures poreuses obtenues par modification de la formulation des mousses avec 10 % en masse d'isocyanate (microscopie électronique au même grossissement) Figure 15 - Caractéristiques contrainte – déformation d'une mousse de tannin modifiée au pMDI et de densité 0,300 Figure 16 - Unité de base flavonoïde et poudre de tannin : (a) d'acacia (prorobinetinidine), et (b) de pin maritime (procyanidine) Figure 17 - Conductivités thermiques comparées des mousses d'acacia et de pin, avec ou sans formaldéhyde, à température ambiante Figure 18 - Additifs permettant d'assouplir les mousses à base de tannin : (a) polyéthylène glycol (PEG 400) ; (b) glycérol ; (c) huile de ricin éthoxylée (« castor oil »)

4 - GELS

• 4.1 - Réaction sol-gel
  Figure 21 - Diagramme de phase qualitatif du solvant saturant les pores d'un gel, chemins possibles pour le séchage du gel (1), (2) et (3), et résultats correspondants
• 4.2 - Séchage des gels
• 4.3 - Aérogels organiques dérivés de la cellulose
• 4.4 - Aérogels organiques dérivés de composés phénoliques issus du bois
  Figure 22 - Diagramme de phase qualitatif de formulations tannin–lignine–formaldéhyde (TLF) à pH 10 et contenant 26 % en poids de solide (L + T) Figure 23 - Aérogels tannin–lignine–formaldéhyde vus à différents grossissements Figure 24 - Texture poreuse d'aérogels tannin–lignine–formaldéhyde Figure 25 - (a) Micrographie et (b) distribution de tailles de pores d'un aérogel tannin–soja–formaldéhyde

5 - MATÉRIAUX CARBONÉS DÉRIVÉS

• 5.1 - Charbons actifs
  Figure 26 - Schéma de la texture poreuse hiérarchisée des charbons actifs. Les micropores rendent essentiellement compte de la valeur de la surface spécifique et sont efficaces pour adsorber les molécules gazeuses qui diffusent au travers de la mésoporosité et de la macroporosité Figure 27 - (a) Structure schématique d'un charbon actif, basé sur un empilement désordonné de feuillets de carbone ; (b) Adsorption d'un gaz supercritique (méthane à température et pression ambiantes, par exemple, représenté par des sphères bleues) sur le matériau : le gaz adsorbé est plus dense dans les pores les plus étroits Figure 28 - Structure idéale du graphite, dont la densité est proche de 2, et dont les plans atomiques sont espacés de 0,335 nm. La séparation de tous les plans donnerait une surface proche de 3 000 m2 · g–1 Figure 29 - Isothermes d'adsorption du phénol dans l'eau à 25 oC pour un charbon actif commercial et un charbon préparé à partir de déchets de panneau de particules
• 5.2 - Carbones dérivés de mousses et d'aérogels organiques
  Figure 30 - Clichés de microscopie électronique de mousses de carbone vitreux dérivées de tannins, vues avec : (a et b) un détecteur d'électrons secondaires, ou (c) d'électrons rétrodiffusés (les images (a) et (b) sont les mêmes mais à différents grossissements, les images (b) et (c) sont les mêmes mais vues avec les deux types de détecteur. Les images des 1re, 2e et 3e lignes correspondent à des mousses de densité 0,0445 [50 ppi (pores per inch)] ; 0,0544 (75 ppi) et 0,1053 (130 ppi), respectivement) Figure 31 - Mousse de carbone à porosité duale : macrocellulaire en volume (carbone vitreux) et microporeuse en surface (carbone pyrolytique activé) Figure 32 - Conductivité thermique à température et pression ambiantes de mousses de carbone dérivées de tannin (les mesures ont été faites dans la direction verticale d'expansion de la mousse (z) et dans le plan orthogonal (xy)) Figure 33 - Mousses composites C–SiC–Si obtenues par infiltration de Si liquide dans une mousse de carbone vitreux dérivée de tannins, vue à différents grossissements : à fort grossissement, les cristaux de SiC (phase cubique, dite β-SiC) sont bien visibles Figure 34 - Aérogels de carbone dérivés de tannin et préparés : (a) et (c) à pH 3 ; (b) et (d) à pH 8. Les matériaux préparés à pH acide sont plus poreux et à base de nodules plus gros que ceux préparés à pH basique Figure 35 - Distributions de tailles de pores, calculées par modélisation des isothermes d'adsorption d'azote à 77 K de gels de carbone dérivés de tannins et préparés à différents pH Figure 36 - Courbes de voltammétrie cyclique obtenues à 2 mV · s–1 dans un électrolyte d'acide sulfurique à 4 mol · L–1, pour des cryogels de carbone ex tannin préparés aux différents pH indiqués sur le graphe

6 - CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES