Le secteur de la construction représente 37 % des émissions de gaz à effet de serre et consomme 30 % de l'énergie produite dans le monde, majoritairement d'origine fossile. L'utilisation de cette énergie se partage entre la phase de construction et celle d'utilisation des bâtiments. L'isolation des bâtiments permet de réduire cette consommation en phase d'emploi en optimisant la gestion du chauffage. Cependant, les matériaux d'isolation traditionnels, comme la mousse polyuréthane giclée, reposent sur des ressources fossiles non renouvelables. Des isolants biosourcés, comme la ouate de cellulose ou la fibre de chanvre, sont des alternatives déjà envisagées, mais les propriétés de ces matériaux ne permettent pas de compenser les performances de la mousse polyuréthane en termes de conductivité thermique, perméance à l'air et à l'humidité notamment. Ce projet de recherche explore la substitution des composés pétrosourcés par des bioressources dans la mousse polyuréthane giclée en s'intéressant aux filaments de cellulose (CFs) produits par l'entreprise Kruger inc. à partir de pâte Kraft blanchie de résineux du Nord, préservant la longueur des filaments produits. La cellulose, le biopolymère le plus abondant dans la nature, offre un potentiel intéressant en raison de ses propriétés mécaniques et thermiques et de sa disponibilité. De plus, elle comporte des fonctions hydroxyles qui la rendent modifiable chimiquement. L'objectif principal de ce projet est donc de développer un isolant giclé pour la construction en bois, en valorisant cette ressource, tout en réduisant l'utilisation de matériaux pétrosourcés et en maintenant les performances des isolants actuels. Le potentiel des CFs en tant que charge dans une mousse polyuréthane a été évalué et les performances ont été comparées aux mousses de référence préparées au laboratoire sans composants biosourcés. Les formulations de mousse ont été ajustées en ajoutant des CFs à différents pourcentages, puis leurs propriétés (viscosité, morphologie, perméabilité à la vapeur d'eau, densité, conductivité thermique et résistance à la compression) ont été étudiées. Les CFs ont eu un impact significatif sur les propriétés de la mousse, notamment sur la taille des cellules et la sorption de vapeur. Les quantités de filaments étudiées (1 %m/m CF, 2.5 %m/m CFs et 5 %m/m CFs) dans la mousse ont permis de respecter les attentes de la norme associée aux mousses polyuréthanes pulvérisées de densité moyenne. Cependant, les résultats conduisent à des améliorations minimes des propriétés sans substitution des composants pétrochimiques. Lorsqu'utilisés en quantités excessives, ici supérieur ou égal à 5 %m/m, les CFs détériorent les propriétés du matériau, ce qui ne permet d'en intégrer qu'une faible proportion *i.e.*, inférieure à 5 %m/m CFs. L'utilisation de la cellulose comme simple charge a montré ses limites et est insuffisante pour réduire l'impact environnemental des mousses de polyuréthane. Il est donc nécessaire de se concentrer sur la substitution des produits à base de pétrole contenus dans les mousses. La modification chimique des CFs pour substituer le polyol pétrosourcé a ensuite été étudiée. Deux méthodes d'éthérification ont été employées (à partir de glycérol dans un cas et de glycidol et éthylène carbonate dans un deuxième cas) pour modifier les CFs, produisant des fonctions réactives et accessibles à partir des groupes hydroxyles pour réagir avec l'isocyanate présent. Les polyols résultants et les mousses de polyuréthane ont été caractérisés. Les mêmes propriétés qu'en première partie ont été étudiées. Les résultats ont montré une réactivité réduite des polyols biosourcés, impactant la taille et l'ouverture des cellules, et entraînant une détérioration des propriétés mécaniques conduisant à une non-conformité aux normes canadiennes sur les mousses polyuréthane. Malgré cela, des résultats prometteurs de conductivité thermique ont été obtenus (à 50 % de substitution avec P1+P2) en restant compétitif face à la conductivité thermique d'isolants conventionnels (laine de roche ou fibre de bois). Enfin, cette étude a permis d'évaluer la modification des CFs comme solution ignifuge durable pour améliorer les performances environnementales de la mousse de polyuréthane et réduire sa toxicité en cas d'incendie. En effet, le retardateur commercial et pétrosourcé actuellement utilisé, le phosphate de tris(1-chloro-2-propyle) phosphate (TCPP) qui est un composé chloré, émet des fumées toxiques pour l'Homme lors d'incendies. Les CFs ont été traités avec des composés à base d'azote et de phosphore pour obtenir des complexes polyélectrolytes (PEC) et des produits couche-par-couche (LbL). La morphologie, les propriétés thermogravimétriques, le comportement au feu et la sorption de la vapeur d'eau ont été caractérisés. Bien que les niveaux d'imprégnation en phosphore (1.5 ± 0.2 % dans le LbL et 0.75 ± 0.01 % dans le PEC) et azote (4.5 ± 0.1 % et 7.5 ± 0.06 %) soient faibles comparé à la littérature (pouvant atteindre 10 %m/m des CFs), les CFs modifiées ont montré des propriétés prometteuses, comparables au retardateur de flamme commercial à quantité de phosphore équivalent, tout en produisant moins de fumée. / The construction sector accounts for 37% of greenhouse gas emissions and consumes 30% of the world's produced energy, predominantly from fossil sources. This energy is divided between the construction phase and the operational phase of buildings. Building insulation helps reduce this consumption during the operational phase by optimizing heating management. However, traditional insulation materials, such as sprayed polyurethane foam, rely on non-renewable fossil resources. Bio-based insulators, like cellulose wadding or hemp fiber, are alternatives that have been considered, but their properties do not match the performance of polyurethane foam, particularly in terms of thermal conductivity, air permeability, and moisture management. This research project investigates the substitution of petroleum-based components with bioresources in sprayed polyurethane foam, focusing on cellulose filaments (CFs) produced by Kruger Inc. from northern bleached softwood Kraft pulp, which preserves the filaments' length. Cellulose, the most abundant biopolymer in nature, offers significant potential due to its mechanical and thermal properties, availability, and modifiable hydroxyl groups. The primary goal of this project is to develop sprayed insulation for wood construction, utilizing this resource while reducing the use of petroleum-based materials and maintaining the performance of current insulators. The potential of CFs as a filler in polyurethane foam was evaluated, and their performance was compared to reference foams without bio-based components. Foam formulations were adjusted by adding CFs at different percentages (1 wt.% CF, 2.5 wt.% CF, and 5 wt.% CF), and their properties (viscosity, morphology, water vapor permeability, density, thermal conductivity, and compressive strength) were studied. CFs significantly impacted foam properties, particularly cell size and vapor sorption. The filament quantities studied in the foam met the medium-density sprayed polyurethane foam standard. However, results led to minimal property improvements without substituting petrochemical components. When used in excessive quantities, here at or above 5 wt.%, CFs deteriorate the material's properties, limiting their integration to a maximum of 5 wt.% CFs. Using cellulose as a simple filler has shown its limits and is insufficient to reduce the environmental impact of polyurethane foams. It is therefore necessary to focus on replacing petroleum-based products within the foams. The chemical modification of CFs to substitute the petroleum-based polyol was subsequently examined. Two etherification methods were employed (from glycerol in one case and from glycidol and ethylene carbonate in another) to modify CFs, producing reactive and accessible functions from hydroxyl groups to react with the present isocyanate. The resulting polyols and polyurethane foams were characterized. The same properties as in the first part of the project were studied. The results showed reduced reactivity of bio-based polyols, impacting cell size and openness, and leading to deteriorated mechanical properties resulting in non-compliance with Canadian polyurethane foam standards. Nevertheless, promising thermal conductivity results were obtained (at 50% substitution with P1+P2), remaining competitive with the thermal conductivity of conventional insulators (rock wool or wood fiber). Finally, this study assessed the modification of CFs as a sustainable flame-retardant solution to improve polyurethane foam's environmental performance and reduce its toxicity in case of fire. The currently used commercial petroleum-based flame retardant, tris(1-chloro-2-propyl) phosphate (TCPP), a chlorinated compound, emits toxic fumes harmful to humans during fires. CFs were treated with nitrogen- and phosphorus-based compounds to create polyelectrolyte complexes (PEC) and layer-by-layer (LbL) products. Morphology, thermogravimetric properties, fire behavior, and water vapor sorption were characterized. Although phosphorus (1.5 ± 0.2% in LbL and 0.75 ± 0.01% in PEC) and nitrogen (4.5 ± 0.1% and 7.5 ± 0.06%) impregnation levels were low compared to the literature (which can reach 10 wt.% of CFs), the modified CFs showed promising properties, comparable to the commercial flame retardant at an equivalent phosphorus amount, while producing less smoke.

Th. 3e cycle--Génie électrique--Toulouse--I.N.P., 1984. N°: 195.

Le SF6 (Hexafluorure de soufre) a été utilisé depuis longtemps comme un gaz d'isolation très adapté pour les appareillages électriques. Cependant, son impact sur le réchauffement climatique, estimé 24000 fois plus actif que le CO2 sur 100 ans, pose le problème de son remplacement à moyen terme. L'objectif de cette thèse est d'étudier deux solutions de remplacement du SF6 : les liquides biodégradables et les mélanges de gaz CF3I/N2. Les deux phénomènes physiques conduisant à un claquage : la génération d'une décharge et sa propagation, ont été étudiés séparément. L'influence des différents paramètres tels que la pression, distance, distribution de champ, teneur en particules ou humidité relative...a été également mise en évidence. La fonction d'isolation est en fin validée dans un maquette disjoncteur moyenne tension qui représente un cas d'application réelle.

Th. 3e cycle--Électron.--Toulouse--I.N.P., 1983. N°: 187.

Thèse de doctorat : sciences. Génie des matériaux : Ecully, Ecole centrale de Lyon : 2004. / 94 réf.

Thèse de doctorat : sciences. Génie des matériaux : Ecully, Ecole centrale de Lyon : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. 94 réf.

Thèse doctorat : Thermique et Energétique : Villeurbanne, INSA : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. à la fin de chaque chapitre. Annexes.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Chimie moléculaire : Metz : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliographiques. Index.

Th. doct.-ing.--Génie électrique--Toulouse--I.N.P., 1985. N°: 356.

Th. doct.-ing.--Génie électrique--Toulouse--I.N.P., 1985. N°: 358.