Ce projet de doctorat a pour but de créer des biocomposites en s’inspirant de la paroi végétale secondaire dont la composition inclut de la cellulose, de l’hémicellulose et de la lignine. Des analogues de parois secondaires seront formulés par procédé d’extrusion bivis à partir de l’assemblage de microfibrilles de cellulose, d’hémicelluloses fonctionnalisées, de lignines sélectionnées/fractionnées et de thermoplastiques comme adjuvants de transformation, ces derniers pouvant être éliminés à l’aide d’eau comme solvant sélectif afin de fabriquer un matériau 100 % à base de biomasse. Les formulations obtenues seront ensuite transformées en films à l’aide d’une filière plate à la sortie d’extrudeuse bi-vis, et leurs propriétés mécaniques seront évaluées dans les deux directions afin d’établir des corrélations avec la formulation/le procédé et d’identifier les formulations les plus prometteuses.
Enfin, l’extrusion des composites sera réalisée sur des dispositifs à petite échelle (débit de 10-100 g/h à 1 kg/h) afin d’optimiser la formulation et la processabilité des composites, en contrôlant leurs propriétés rhéologiques. De plus grandes quantités de composites et de films seront ensuite produites à l’échelle pilote (débit de 1 à 10 kg/h), pour lesquelles le processus sera optimisé puis mis à l’échelle (scale-up) à l’aide du logiciel de simulation Ludovic®, afin de garantir des conditions de mise en œuvre optimales. Ces travaux seront réalisés au laboratoire FARE à l’université de Reims, en collaboration avec les équipes de recherche Polymères Composites Hybrides (PCH) et Durabilité des écomatériaux et structures (UMR DMS-LMGC) d’IMT Mines Alès.
