La cellulose fibrillaire: une solution d’avenir pour les matériaux composites

Des chercheurs de l’UQTR travaillent actuellement à développer des applications pour la cellulose fibrillaire (formée de petites fibres), produite à partir du bois. Cette fibrille présente des propriétés (légèreté, résistance) qui la rendent particulièrement intéressante, notamment pour la création de nouveaux matériaux composites susceptibles d’être utilisés par plusieurs industries (transport, construction, emballage, etc.).

Le professeur Daniel Montplaisir (2e à partir de la gauche), en compagnie des membres de son équipe de recherche : Amaury Lepetit (doctorant), Amel Hadj Bouazza (chercheuse, Université de Limoges), Claire Jahier (postdoctorante) et Abdou Khadri Diallo (postdoctorant).

«Les matériaux composites sont fabriqués en liant des fibres – par exemple de verre ou de carbone – à un plastique. Nous souhaitons remplacer ces fibres par des produits de cellulose, de source renouvelable», explique le professeur Daniel Montplaisir, du Département de chimie, biochimie et physique de l’UQTR.

Le défi est cependant de taille: le plastique employé dans les matériaux composites est hydrophobe (n’absorbe pas l’eau), alors que la cellulose est hydrophile (absorbe l’eau). Cette différence empêche le plastique et la cellulose de bien s’amalgamer.

«Nous cherchons donc à rendre les fibrilles de cellulose hydrophobes, afin de les combiner plus solidement au plastique. Nous avons atteint cet objectif en chauffant ces fibrilles dans l’huile de canola», rapporte M. Montplaisir.

La cellulose ainsi traitée permet d’obtenir un matériau composite plus fort. «Comparativement à la fibre de verre, la cellulose fibrillaire traitée à l’huile de canola donne un composite de plus faible densité, donc moins lourd. La résistance obtenue est toutefois plus faible qu’avec la fibre de verre, mais nos résultats demeurent quand même encourageants», ajoute le chercheur.

Pour mener ses travaux, le professeur Montplaisir œuvre en collaboration avec une entreprise québécoise. Cette dernière produit actuellement la cellulose fibrillaire. «Après deux ans de recherches, nous avons déjà des résultats suffisamment probants pour déposer une demande de brevet. Outre l’huile de canola, nous testons aussi d’autres méthodes pour améliorer la résistance du composite. D’ici quelques années, nous pouvons espérer la mise sur pied d’une usine de production», souligne le professeur.

L’équipe de recherche travaille également au développement de plastiques de source renouvelable, pour remplacer les plastiques non écologiques dans les matériaux composites. Ces nouveaux plastiques seraient produits par des bactéries ou à partir de lactose, provenant des déchets de l’industrie laitière.