Benoît DUCHEMIN présentera ses travaux en vue de l’obtention de l’Habilitation à Diriger des Recherches le 13 juillet 2022 à 09h dans l’amphithéâtre du LOMC – Université Le Havre Normandie, 53 rue de Prony 76600 LE HAVRE Spécialité : 33 / Chimie des matériaux / Matériaux polymères Sujet des travaux présentés : Matériaux cellulosiques : empreintes environnementales, états…
Benoît DUCHEMIN présentera ses travaux en vue de l’obtention de l’Habilitation à Diriger des Recherches le 13 juillet 2022 à 09h dans l’amphithéâtre du LOMC – Université Le Havre Normandie, 53 rue de Prony 76600 LE HAVRE
Spécialité : 33 / Chimie des matériaux / Matériaux polymères
Sujet des travaux présentés : Matériaux cellulosiques : empreintes environnementales, états cristallins intermédiaires, caractérisation par rayonnement X et perspectives de développements analytiques
Le jury sera composé de :
- Joël BREARD – Professeur des universités, Université Caen Normandie
- Bernard CATHALA – Directeur de recherche, INRAE Nantes
- Yves GROHENS – Professeur des universités, Université Bretagne Sud
- Yoshiharu NISHIYAMA – Directeur de recherche CNRS, CERMAV Grenoble
- Céline PICARD – Professeur des universités, Université Le Havre Normandie
Résumé des travaux réalisés :
Les matériaux cellulosiques sont présents dans nos vies quotidiennes à travers les textiles, le bois des bâtiments, parfois dans des matériaux dits composites, et dans une multitude d’autres objets. Ces matériaux occupent une place particulière car ils sont issus de la biomasse, ce qui peut sous certaines conditions leur conférer un caractère renouvelable, voire un potentiel de stockage du CO2 atmosphérique 1. Ces matériaux sont le plus communément issus de plantes, et leur variabilité intrinsèque ne cesse d’interroger quant aux stratégies des plantes pour leur mise en œuvre au sein des parois cellulaires. Cette stratégie est assez indissociable de leur utilisation qui est faite pour produire de nouveaux matériaux artificiels, que ce soit des composites à fibres, des nanoparticules aux propriétés spécifiques, ou des mousses, pour ne citer que quelques exemples. Ces travaux de recherche sont centrés autour de deux axes : d’une part, la dissolution de divers substrats cellulosiques et leur mise en œuvre sous forme de composites tout-cellulose, et d’autre part, la caractérisation de ces substrats modifiés par diverses techniques physico-chimiques, et en particulier par microscopie électronique ou diffraction des rayons X.2,3 A l’issue de ces travaux, il aura été possible de produire des matériaux avec un fort potentiel mécanique, tout en préservant des qualités environnementales de biodégradation. Il aura aussi été possible d’affiner des modèles de diffraction des rayons X, permettant de lier les phénomènes de croissance de la paroi végétale et les fibres « techniques » utilisées dans les matériaux. Bien que non définitif, cette approche permet d’étayer l’hypothèse d’une co-cristallisation qui conduirait à la fabrication de cellulose native (de type Iα ou Iβ) par assemblage d’un allomorphe moins ordonné, la cellulose IVI, et par déformation induite de la structure de maille.
1. Duchemin, B. The sustainability of phytomass-derived materials: thermodynamical aspects, life cycle analysis and research perspectives. Green Chemistry 24, 2653–2679 (2022).
2. Duchemin, B. Size, shape, orientation and crystallinity of cellulose Iβ by X-ray powder diffraction using a free spreadsheet program. Cellulose 24, 2727–2741 (2017).
3. Leboucher, J. et al. High-yield cellulose hydrolysis by HCI vapor: co-crystallization, deuterium accessibility and high-temperature thermal stability. Cellulose 27, 3085–3105 (2020).
