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Bio-based aerogels: new eco-friendly porous materials for thermal insulation and controlled release
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Le CEMEF (Unité Mixte de Recherche CNRS 7635 – MINES ParisTech) et le Laboratoire de Physique de la Matière Condensée / LPMC (Unité Mixte de Recherche CNRS 7336 – Université Nice Sophia Antipolis / UNS) ont initié et développé un projet de recherche visant à mettre au point des pigments naturels, stables, respectueux de l’environnement et de la santé.
La première phase de recherche a été inspirée des couleurs fabriquées par le peuple Maya. La compréhension au niveau nanométrique des mécanismes de base qui régissent la stabilité de la couleur des nano-pigments a permis la mise au point d’un procédé permettant d’introduire des molécules colorantes dans les micropores d’une argile fibreuse, la sépiolite (brevet UNS 2007). Ces molécules subissent une modification lors de l’incorporation dans ce milieu confiné et forment des complexes avec la surface de l’argile. Les pigments obtenus allient ainsi les propriétés de l’argile inorganique – résistance dans le temps – avec les qualités des colorants organiques qui peuvent être d’origine naturelle. Les propriétés originales (renfort, coloration intense, universalité du comportement…) des pigments ont été ensuite déterminées lorsqu’ils sont introduits dans des matrices telles que polymères ou peintures.
Cette technologie innovante s’inscrit doublement dans une démarche de développement durable : en tant que produit fini et en temps que procédé. Rupture technologique et innovation, ce procédé éco-compatible ne fait intervenir aucun solvant pouvant avoir des impacts sur la santé. Il met en jeu un équilibre intime « température-concentration temps » qui permet avec une argile d’origine naturelle (sépiolite) de concevoir une gamme de pigments hybrides inorganiques-organiques. Ces pigments nano-composés sont une excellente alternative aux pigments actuels qui sont en passe d’être retirés du marché. Il reste encore à s’assurer qu’ils répondent parfaitement au cadre réglementaire du système REACH.
Les expérimentations dans des conditions industrielles ont confirmé que les pigments sont formulables et stables dans les peintures plus respectueuses de l’environnement. Ils conservent leurs propriétés même lorsqu’ils sont intégrés dans des milieux plus agressifs comme la chaux ou le béton.
Fort de nombreuses applications industrielles potentielles, ce projet qui vient d’être primé par OSEO et le Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche, va donner lieu à la création d’une entreprise, au côté du LPMC, qui continue à développer le procédé.
Il est d’ores et déjà décliné dans d’autres recherches, notamment avec « VarioColor », projet Carnot-Mines qui vise à la meilleure compréhension de la relation entre couleur et matière. L’objectif est d’étudier notamment l’impact de la mise en forme de films à base de nanopigments, de mesurer leurs propriétés optiques, colorimétriques et sensorielles, et de prédire par modélisation la réponse spectrale complète de ces pigments.
Texte : H&B Communication - Nadège Chapelin
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Marie-Hélène BERGER
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