Elaboration d'éco-matériaux innovants à base de polymères végétaux et agrosourcés - Université de Picardie Jules Verne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Development of innovative eco-materials based on plant and agro-sourced polymers

Elaboration d'éco-matériaux innovants à base de polymères végétaux et agrosourcés

Résumé

This PhD thesis focuses on the valorisation of a flax by-product, flaxseed cake, in cementitious and organic matrices. The objective is to valorise the cake without modification in order to minimise the environmental impact. However, the results show that flaxseed cake cannot be used as a protein waste product in a cementitious matrix because of its complete inhibition of cement hydration, caused by soluble substances present in the cake. The cake also contains mucilage, a polysaccharide material, which acts as a ”retarder-accelerator” of cement setting. High concentrations of mucilage reduce mortar strengths due to its absorption of water and the chemisorption of polysaccharides on the surface of cement grains. In addition, mucilage promotes carbonation of cement at young ages, but this reaction diminishes as the mucilage brings water into the matrix, so the calcium carbonate dissolves to form Portlandite. Mortars containing mucilage have self-repairing characteristics. At the same time, organic composites were developed using a deconstruction approach to the cake components ( flaxseed oil, pea and wheat proteins and lignocelluloses). Composites with high protein and lipid content show promising mechanical and hygroscopic properties. Materials containing wheat proteins outperform those made from pea proteins.
Ce travail de th`ese se concentre sur la valorisation d’un co-produit du lin, le tourteau de graines de lin, dans des matrices cimentaires et organiques. L’objectif est de valoriser le tourteau sans modifications afin de minimiser l’impact environnemental. Cependant, les r ́esultats montrent que le tourteau de graines de lin ne peut pas ˆetre utilis ́e comme d ́echet prot ́einique dans une matrice cimentaire en raison de son inhibition compl`ete de l’hydratation du ciment, caus ́ee par des substances solubles pr ́esentes dans le tourteau. Le tourteau contient ́egalement du mucilage, un mat ́eriel polysaccharidique, qui agit comme un ”retardant-acc ́el ́erateur” de la prise du ciment. Les concentrations ́elev ́ees en mucilage r ́eduisent les r ́esistances des mortiers en raison de son absorption d’eau et de la chimiosorption des polysaccharides `a la surface des grains de ciment. De plus, le mucilage favorise la carbonatation du ciment aux jeunes ˆages, mais cette r ́eaction diminue `a mesure que le mucilage apporte de l’eau dans la matrice, alors le carbonate de calcium se dissout pour former de la Portlandite. Les mortiers contenant du mucilage pr ́esentent des caract ́eristiques auto-r ́eparantes. En parall`ele, des composites organiques ont ́et ́e ́elabor ́es par une approche de d ́econstruction des ́el ́ements du tourteau (huile de lin, prot ́eines de pois et bl ́e et lignocelluloses). Les composites avec des taux ́elev ́es de prot ́eines et de lipides montrent des propri ́et ́es m ́ecaniques et hygroscopiques prometteuses. Les mat ́eriaux `a base de prot ́eines de bl ́e surpassent ceux ́elabor ́es `a partir de prot ́eines de pois.
Fichier non déposé

Dates et versions

tel-04594405 , version 1 (30-05-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04594405 , version 1

Citer

Haris Brevet. Elaboration d'éco-matériaux innovants à base de polymères végétaux et agrosourcés. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université de Picardie Jules Verne, 2023. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04594405⟩
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