Des chercheurs ont créé un matériau ultra résistant, moins coûteux et biodégradable : le nanobois !
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Une équipe de chercheurs internationaux est parvenue à concevoir un matériau calorifuge biodégradable doublé d’une légèreté et d’une résistance à toute épreuve. Baptisée le nanobois, cette invention pourrait drastiquement réduire notre empreinte carbone et nous autoriser à croire en un avenir plus vert…
Le salut est dans les arbres
Plébiscitées pour leurs vertus économiques et leur niveau de vie, les villes rencontrent d’énormes difficultés dans la gestion de la chaleur. Difficile à contenir en hiver et difficile à chasser lorsque grimpe le mercure, elle requière la pose de matériaux isolants très chers à fabriquer, aussi bien en terme d’énergie que de financement; des matériaux non-biodégradables qui atterriront inexorablement dans nos décharges… Face à ce douloureux constat, une poignée de scientifiques s’est entièrement dédiée à la création d’un matériau plus vert et plus économique.
Pour y parvenir, le professeur Hu – ingénieur à l’Université du Maryland et scientifique des matériaux – a exploré les propriétés de la nanocellulose, une version à l’échelle nanométrique de la cellulose. C’est ce glucide très résistant, contenu dans les parois cellulaires des plantes, qui assure la croissance et la robustesse des troncs d’arbres. Malgré leur taille microscopique, ces minuscules fibres cellulaires sont dotées de remarquables caractéristiques : leur ratio poids / force est 8 fois supérieur à celui de l’acier !
Ce n’est pas la première fois que le professeur Hu et son équipe planchent sur un super-matériau plus éco-responsable : ils avaient déjà développé un « super-bois » obtenu par l’extraction de l’hémicellulose et d’une partie de la lignine. Cette dernière est un polymère complexe qui lie le bois et la cellulose ensemble à la manière d’une colle, et qui a la particularité d’être un très bon conducteur de chaleur – et donc un très mauvais isolant… Mais cette fois-ci, les scientifiques ont repoussé les limites du possible en retirant la totalité de la lignine et la grande majorité de l’hémicellulose : le nanobois était né.
Le nanobois : matériau du futur
Les expérimentations du professeur Hu et de son équipe ont abouti à la création du nanobois, un matériau qui lorsqu’il est privé de sa lignine et d’une partie de son hémicellulose vire au blanc immaculé. Une particularité qui lui permet de réfléchir la lumière extérieure plutôt que de l’absorber. Même au regard de sa structure, le nanobois est une singularité : à l’inverse de la mousse de polystyrène qui fait partie des isolants phares, il est anisotrope. C’est-à-dire que ses fibres sont parallèles les unes aux autres, ce qui permet à la chaleur de voyager le long de celles-ci sans pour autant les traverser ; une prouesse rendue possible grâce aux trous d’air laissés lors de l’extraction de la lignine et de l’hémicellulose.
« Quand l’épaisseur est inférieure à 1 mm, la tranche de nanobois peut être roulée et pliée, la rendant apte à tous les cas de figure qui requièrent une certaine flexibilité comme les pipelines des usines chimiques et des centrales électriques »
Non content de surclasser nombre de matériaux en terme d’isolation thermique, le nanobois s’avère aussi capable – malgré sa grand légèreté – de supporter une pression de 13 mégapascals. C’est 30 fois plus que la mousse de cellulose, et 50 fois plus que les isolants disponibles à la vente : « À notre connaissance, la force de notre nanobois est la plus importante de tous les matériaux super-isolants » indiquent les auteurs dans leur rapport d’étude. Mais les avantages du nanobois ne s’arrêtent pas là : en plus de son coût de fabrication relativement faible – 7,44 $ le mètre carré soit 5,95 € – il est entièrement biodégradable ; dans les bonnes conditions, le nanobois peut effectivement satisfaire l’appétit de plusieurs bactéries.
Le Professeur Hu précise que le nanobois ne dépend pas d’une sorte d’arbre en particulier. Il préconise donc la récolte d’arbres à croissance rapide comme le balsa, plutôt que ceux à croissance lente. Le nanobois a tout pour séduire les entreprises : léger, résistant, bon marché, et biodégradable, il pourrait tout aussi bien servir les intérêts des constructeurs automobiles que les entreprises de BTP, en passant par les fabricants d’appareils électroniques sensibles à la chaleur.
Par Matthieu Garcia, le 17 mars 2018
nanobois
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