MESOTHERM 2

En 2002, l’IS2M a été contacté par une PME spécialisée dans l’emballage isotherme qui souhaitait trouver un matériau se substituant au polystyrène expansé issu de la chimie pétro-sourcée. En effet, le matériau traditionnel ne satisfaisait plus et présentait de nombreux inconvénients : difficultés de production (coût de la matière première, recyclage), faibles propriétés mécaniques et concurrence exacerbée liée aux aérogels de silice… ont amorcé une recherche portant sur le développement d’un nouveau matériau plus stable mécaniquement et moins coûteux : les silices mésoporeuses organisées – de par leurs caractéristiques structurales et texturales – se présentaient comme de bonnes candidates. En effet, le potentiel de ces matériaux pour l’isolation thermique était souvent identifié mais peu étudié !

Une collaboration a été initiée par des contrats de collaboration dans le cadre de stages de master recherche puis par une thèse.

Les résultats obtenus étaient prometteurs mais n’offraient pas de solution industrialisable dans l’immédiat. C’est pourquoi avec le Professeur Yves Scudeller de l’Université de Nantes, expert en génie thermique et génie de matériaux nous avons monté un projet ANR (Agence Nationale de Recherche) blanc portant sur une étude sur les problématiques de conductivité thermique de silices mésoporeuses organisées. L’aspect conception de panneaux ou matelas isolants mécaniquement stables a conduit à associer le Professeur Yves Grohens de l’Université de Bretagne Sud pour son expertise en matériaux polymères et plus précisément sur les matériaux fibreux agrosourcés

La conductivité thermique de particules de silice mésoporeuse n’a pas été étudiée. Pour ce type de matériau, les études ont porté sur des couches minces de silice mésoporeuse organisée pour des applications portant principalement sur l’électronique.

De par leurs caractéristiques physico-chimiques, leur porosité et leur texture facilement contrôlables, ces matériaux sont d’excellents candidats pour l’isolation thermique. Ce sont aussi d’excellents modèles pour mieux comprendre les mécanismes de transfert de chaleur au sein des matériaux poreux.

Pourquoi avoir focalisé les recherches sur les fibres bio-sourcées ?

Les matelas fibres/aérogel de silice sont connus pour leur bonne propriété d’isolation thermique tout en offrant une mise en forme bien adaptée pour des applications variées.

Le choix a été fait d’utiliser des fibres naturelles (biosourcées) afin de développer un matériau isolant respectueux de l’environnement. Les microfibrilles de cellulose peuvent être obtenues à partir de toutes les fibres cellulosiques. Les partenaires du projet se sont intéressés au lin car c’est un matériau étudié et bien connu du Laboratoire d’Ingénierie des Matériaux de Bretagne (LIMATB) de l’Université de Bretagne-Sud. .

Cela a également permis de jouer sur l’effet d’échelle : il est possible de passer d’une échelle microscopique avec des microfibrilles de cellulose à une échelle macroscopique avec des fibres brutes.