Des biocomposites plus utiles grâce à leur résistance et leur stabilité thermique accrues

Rouyn-Noranda, 2 décembre 2020 - Les biocomposites alliant le bois et les polymères suscitent un intérêt grandissant. Comparativement aux plastiques, ces nouveaux matériaux présentent des avantages indéniables sur les plans économique et environnemental. Leur utilisation reste toutefois limitée en raison de leur fragilité et de leur inflammabilité. Étudiant au doctorat sur mesure à l'École de génie de l'Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT), Jingfa Zhang a consacré son projet de recherche au développement de biocomposites hybrides présentant des performances mécaniques et thermiques améliorées. Il a soutenu sa thèse ce mardi 1er décembre, au campus de Rouyn-Noranda.

Le doctorant a exploré différentes approches afin de parvenir à améliorer la stabilité thermique et la résistance des biocomposites. Parmi celles-ci, le traitement des fibres de bois à l'acide borique a permis d'améliorer leur stabilité thermique.

Le chercheur a aussi utilisé des plastiques techniques compatibles avec les fibres de bois traitées, tels que le polyamide 6 (PA 6) et le polycarbonate (PC). L'utilisation de ces polymères, dont les caractéristiques mécaniques et thermiques se prêtent à des applications de haute performance, a aussi permis d'obtenir des biocomposites ignifuges et très résistants.

Les biocomposites hybrides développés dans le cadre du projet doctoral de Jingfa Zhang se sont révélés résistants au feu, en plus de présenter des propriétés mécaniques supérieures à celles des panneaux de bois conventionnels les plus répandus, soit les panneaux à lamelles orientées (OSB) et les panneaux contreplaqués. Ces performances améliorées permettent d'envisager de nouvelles utilisations pour les biocomposites hybrides, notamment des applications structurales en construction.

Les travaux menés afin de développer ces nouveaux biocomposites ont permis au chercheur d'expliquer les mécanismes de réaction entre les fibres de bois traitées et les polymères ainsi que les mécanismes de rupture des biocomposites. Ces nouvelles connaissances sont déterminantes afin d'identifier des avenues de valorisation pour les résidus de bois.

Intitulée « Biocomposites hybrides à haute performance : préparation, structure, propriétés mécaniques et stabilité thermique », la thèse de Jingfa Zhang a été dirigée par le professeur à l'Institut de recherche sur les forêts (IRF) de l'UQAT et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et la transformation du bois, Ahmed Koubaa. La codirection a été assurée par M. Xiang-Ming Wang, chercheur principal et gestionnaire de recherche associé chez FPInnovations.