Un étudiant-chercheur de l’Université du Maine (University of Maine, UMaine) développe une mousse isolante à base de fibres de bois qui pourrait remplacer le polyuréthane couramment utilisé dans les parois des glacières.
Quazeem Tiamiyu, étudiant à la maîtrise à l’École des ressources forestières et assistant de recherche au Laboratoire des nanomatériaux renouvelables de l’UMaine, travaille à réduire les risques sanitaires et environnementaux associés au polyuréthane d’origine pétrolière.
Avant de rejoindre l’équipe de Mehdi Tajvidi, professeur spécialisé dans les nanomatériaux renouvelables, Tiamiyu a obtenu son diplôme de premier cycle à la Federal University of Technology de Minna, au Nigeria.
Le polyuréthane procure une isolation thermique efficace, mais il repose sur des ressources non renouvelables et se dégrade lentement. Il peut ainsi s’accumuler dans les sites d’enfouissement et les cours d’eau. Les produits chimiques bruts nécessaires à sa fabrication présentent également des risques pour la santé des travailleurs avant leur transformation.
La mousse expérimentale combine des nanofibrilles de cellulose, de la fibre de bois, de la farine de bois finement broyée et un agent tensioactif favorisant la formation d’un grand volume de mousse.
Les nanofibrilles de cellulose sont obtenues par fibrillation de la pâte de bois en filaments beaucoup plus fins qu’un cheveu humain. Elles agissent à la fois comme liant et comme stabilisant, créant une structure en réseau entre les fibres et la farine de bois.
Les travaux bénéficient des capacités du Process Development Center de l’UMaine, la seule installation aux États-Unis capable de produire en continu jusqu’à quatre tonnes de nanofibrilles de cellulose par jour à l’échelle pilote.
Crédit : University of Maine
Pour fabriquer l’isolant, Tiamiyu mélange les ingrédients afin de générer une mousse, puis verse celle-ci dans des moules reproduisant la forme d’éléments intérieurs de glacières. L’eau est ensuite évacuée des moules, puis la mousse est séchée avant d’être enfermée dans une coque protectrice en plastique.
Les premiers essais ont révélé des valeurs de conductivité thermique très proches de celles du polyuréthane.
« Nous avons constaté que notre mousse pouvait rivaliser avec celle de polyuréthane », a déclaré Tiamiyu.
Plusieurs défis doivent toutefois être résolus avant d’envisager une utilisation commerciale. Les chercheurs doivent notamment obtenir des propriétés mécaniques comparables à celles du polyuréthane et mettre au point une méthode efficace d’encapsulation.
Dans les glacières conventionnelles, le polyuréthane liquide peut être injecté directement dans la coque et y demeurer en place. La mousse à base de bois doit plutôt être produite par voie humide, séchée, puis encapsulée ou ajustée dans la cavité de la glacière, ce qui complexifie sa fabrication.
La durabilité constitue une autre priorité. Si la mousse est comprimée ou endommagée, son pouvoir isolant diminue. De futurs essais permettront de comparer la durée de conservation de la glace avec celle obtenue dans les glacières isolées au polyuréthane.
Tiamiyu étudie également la possibilité de redisperser la mousse obtenue dans l’eau afin de la mouler sous de nouvelles formes. Si cette approche s’avère concluante, le matériau pourrait être expédié aux fabricants, qui l’adapteraient ensuite à différents produits.
Le projet montre comment des sous-produits des scieries du Maine pourraient être transformés en matériaux isolants renouvelables tout en réduisant la dépendance aux mousses d’origine pétrolière.
Fondée en 1865 et établie à Orono, l’Université du Maine est la principale université publique de recherche de l’État et son seul établissement classé Carnegie R1. Ses activités couvrent notamment la foresterie, les matériaux avancés, les technologies de fabrication et les sciences de l’environnement.
