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NANOCEL

Les premiers superisolants thermiques biosourcés

Texture interne d’un aérogel d’acétate de cellulose réticulé

Les travaux sur les aérogels biosourcés ont commencé au Centre dans les années 2000 avec le projet FP6 AEROCELL. Ce projet avait pour ambition de faire naitre de nouveaux matériaux cellulosiques monolithiques finement texturés, présentant un potentiel pour des applications énergétiques et/ou environnementales. C’est ainsi que l’équipe a initié ses recherches sur la réticulation sol-gel de l’acétate de cellulose dans l’acétone (thèse Florent Fischer, 2006). Les travaux se sont poursuivis dans le cadre du projet ANR CARBOCELL par l’étude des carbones nanostructurés obtenus par pyrolyse des substrats cellulosiques ainsi générés. Nous nous sommes essentiellement intéressés à l’utilisation de ces nouveaux carbones « verts » pour des applications de stockage et de conversion d’énergie par voie électrochimique (thèse Claudia Hildenbrand, 2010). Sur la base de ces travaux précurseurs, les recherches ont été ensuite étendues au domaine de la superisolation thermique. L’optimisation des paramètres de réticulation sol-gel a permis d’affiner la texturation interne des matrices et d’obtenir des réseaux tridimensionnels, mésoporeux et légers, tout à fait prometteurs. En effet, à l’issue du projet NANOCEL, des conductivités inférieures à 0.015 W/m.K ont pu être mesurées (de façon tout à fait reproductible) en conditions ambiantes par le CSTB. Il s’agit bel et bien des premiers isolants biosourcés jamais recensés jusqu’alors. Les études de vieillissement thermo-hydrique réalisées par EDF ont parallèlement permis de souligner que certaines formulations sol-gel conduisaient à des matériaux relativement résistants dans des conditions d’humidité relative « sévères ». Il est également à noter que ces nouveaux superisolants « en puissance » sont beaucoup moins fragiles mécaniquement que les aérogels de silice. A présent, la suite des travaux à mener doit s’attacher à l’obtention de ces matrices biosourcées innovantes par séchage subcritique. Un effort doit également être porté sur l’amélioration de leurs caractéristiques hydrophobes.

Partenaires : CEMEF / MINES ParisTech, L2C – Université Montpellier 2 (UMR CNRS 5221), LaMCoS - INSA Lyon (UMR 5259), CEA Marcoule (LPSD), CSTB, EDF (Les Renardières), NEOTIM, ARMINES-PERSEE

Période : janvier 2010 – juin 2013