Matériaux biosourcés et fibres

Nous progressons dans la connaissance de l’aptitude du matériel végétal à devenir une source de nouveaux biopolymères ou de fonctions dédiées pour des agro-matériaux toujours plus nombreux.

En adéquation avec les préoccupations sociétales liées à la mutation agro-écologique et la bio-économie en particulier sur les productions végétales, l’équipe PVPP mène des travaux de recherche fondamentale et de recherche appliquée avec des filières non alimentaires traitant de la qualité des matières premières en vue de produire des matériaux et composites biosourcés. Nos principaux matériaux d’intérêt sont issus du lin et du chanvre mais aussi de différents co-produits issus des productions végétales (bois et assimilés, lignocelluloses plus exotiques…). Le cycle de vie est une composante majeure dans nos travaux. Les lignocelluloses sont des assemblages de polymères récalcitrants du point de vue technologique. Elles sont composées majoritairement de cellulose et de polysaccharides non cellulosiques (hémicelluloses, pectines) en plus des lignines. Les lignocelluloses constitueraient la fraction principale des bioressources terrestres en matière sèche. Cette évidence semble avoir été redécouverte il y a deux décennies, à la lumière de la raréfaction des énergies fossiles, des crises de pollution environnementale et de la nécessité de durabilité des systèmes. En plus du secteur des agro-matériaux, aujourd’hui les lignocelluloses constituent une ressource crédible en termes de volumes, d’économie et de performances pour se substituer aux ressources fossiles dans la production de molécules ou d’assemblages biosourcés.

En réponse aux schéma stratégique du département TRANSFORM et de l’Institut, nous avons ouvert deux voies de recherche :

• comprendre et mesurer l’impact du réchauffement climatique sur la qualité des productions de plantes lignocellulosiques (phénotypage) et aider les producteurs à la sélection de lignées plus aptes (Chaire industrielle AGRAPI) et toujours adaptées aux procédés de transformation (ANR Floeme). Nous étudions notamment l’effet de l’élévation des températures prédites par les climatologues et de la multiplication des épisodes de sècheresse sur la composition et la structure des parois (Projet EU FLOWER) qui conduit à des modulations de la teneur et/ou de la structure des polymères, modification de leurs interactions et de leurs propriétés.
• développer des composites avancés (par exemple : hygromorphes), capables de changer de forme (ANR Redisegned4D) ou de produire de l’énergie sous stimulation environnementale, ou comme produits de substitutions de produits pétro-sourcés de grande diffusion (ex : clips de maraichage, agrafes à vigne…projets FEDER SOLUSERRE). La conception de nouveaux éco-matériaux à partir de sources organiques renouvelables, comme le lin, pose la question de leur vieillissement et de leur durabilité dans le temps. Pour y répondre, nous étudions des agro-matériaux anciens (centenaire voir millénaire !) pour comprendre comment le vieillissement des matériaux impact les bio-polymères et les structures (projet ANR ANUBIS) qui composent les parois végétales.