L'Essor des Matériaux Biosourcés dans l'Industrie Contemporaine
Les matériaux biosourcés représentent un vrai potentiel pour de nombreuses applications à travers leurs caractéristiques complexes et leur adéquation avec la construction de filières vertueuses, qu’il s’agisse de la construction, des industries, de l'énergie ou de la santé. Le PUI Grenoble Alpes présente plusieurs laboratoires qui travaillent sur la conception et la caractérisation de matériaux biosourcés répondant à des besoins spécifiques. Les 6 laboratoires académiques du Carnot PolyNat et les centres techniques CTP (Centre Technique du Papier) et FCBA (Forêt Cellulose Bois-construction Ameublement) se mobilisent pour répondre aux besoins des industriels.
L'action de l'Agence nationale de la recherche (ANR) vise ainsi à soutenir l'excellence de la recherche française à des degrés de maturité technologique variés, à soutenir la recherche fondamentale, à encourager les partenariats scientifiques académiques et « publics-privés », et à favoriser les coopérations européennes et internationales. Cette année, 48% des projets ANR labellisés par le pôle ont obtenu des financements, ce qui représente 10 projets et un montant total de subvention d'environ 5.5 millions d'euros. Le pôle AXELERA accompagne ses adhérents dans leur démarche d'innovation. Nos adhérents ont donc bénéficié de la labellisation de leur projet, un processus d'amélioration de la qualité des projets par itérations entre des experts de la filière et le porteur de projet. Le label AXELERA est un label qualité reconnu par les organismes financeurs.
Le Projet BIOMETA : Vers une Optimisation des Laines Végétales
Pour faire face aux défis environnementaux, climatiques et sanitaires actuels et dans un contexte de fortes attentes dans le secteur du bâtiment en termes d'isolation thermique et acoustique, que ce soit en rénovation ou en construction neuve, le projet BIOMETA vise à développer des laines végétales aux performances optimisées à travers une approche multi-disciplinaire et multi-échelle. En effet, malgré leurs nombreux avantages, tels que leurs performances multifonctionnelles directement liées à leur microstructure poreuse et leur capacité à stocker le dioxyde de carbone atmosphérique, plusieurs obstacles limitent encore leur utilisation : leur caractère inflammable et leur épaisseur, généralement plus importante que les matériaux plus conventionnels.
Afin d'apporter des solutions appropriées, BIOMETA s'est fixé des objectifs ambitieux dont les principaux sont l'identification et l'utilisation de retardateurs de flamme biosourcés compatibles avec les laines végétales ; l'optimisation des performances du matériau pour une épaisseur réduite afin de concurrencer les matériaux conventionnels ; et le développement d'une méthode d'optimisation globale conjointe des performances acoustiques et thermiques incluant le traitement ignifuge et la réduction de l'épaisseur des laines végétales.
Pour cela, le projet est organisé en 6 Tâches. Les Tâches 0 et 5 correspondent respectivement au management du projet et à la dissémination des résultats. La Tâche 1 s'attache à caractériser à l'échelle de la microstructure les dimensions des fibres traitées et non traitées au sein des laines végétales afin d'évaluer l'effet des retardateurs de flamme sur les fibres et les matériaux. La Tâche 2 quant à elle se concentre sur les caractérisations en labo des propriétés acoustiques, hygrothermiques et mécaniques des matériaux, ainsi que sur le développement et l'application d'approches de modélisation par homogénéisation micro-macro afin de simuler ces performances. La Tâche 3 est dédiée à l'identification et l'utilisation de retardateurs de flamme biosourcés puis à la réalisation d’essais au feu afin de vérifier leur efficacité. Enfin, dans la Tâche 4, les solutions offertes par les approches métamatériaux sont adaptées au cas des laines végétales afin d'optimiser leurs propriétés acoustiques pour une épaisseur réduite des panneaux d'isolants. Cette Tâche prévoit également la caractérisation à l'échelle paroi des prototypes de laines végétales optimisées fabriqués au cours du projet.
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Pour mener à bien le projet BIOMETA, une équipe soudée, aux compétences multi-disciplinaires adaptées et pertinentes par rapport aux objectifs, a été constituée autour du coordinateur scientifique. Ainsi, elle comprend le Pôle BIOGEO (UMRAE et groupe BCI du Cerema) au sein duquel le coordinateur exerce ses activités et qui est spécialisé dans la caractérisation et la modélisation des propriétés acoustiques et hygrothermiques des matériaux bio et géo-sourcés.
Diversité des Initiatives et Synergies Technologiques
Au-delà de BIOMETA, le paysage de la recherche française est riche de collaborations structurantes. Le projet RegenCell est soutenu par l’ANR, coordonné par le laboratoire LGP2 et associe également le CTP, l’institut polytechnique UniLaSalle et le laboratoire Gemtex. De même, le projet IonMcell (ANR) a pour ambition de réaliser des membranes échangeuses de proton pour pile à combustible (PEMFC) à base de matériaux cellulosiques. L'innovation s'inscrit dans une volonté d'axer les travaux vers le développement durable et l’écoconception avec des solutions imprimables substituant le plastique sur base Mono-matériau recyclable.
Renouvelable et recyclable, le papier-carton n’a pas encore dévoilé tous ses atouts. A l’heure de la réduction des impacts sur la planète, des marges de progrès sont encore possibles. Forts de ces 6 dernières années de partenariat et d’innovation pour les papiers et les emballages en papier-carton, Citeo et le Centre Technique du Papier renouvellent la collaboration. Par ailleurs, des projets comme BASILICA ont permis de poser les fondations d'une future filière régionale de valorisation de la lignine, illustrant comment la recherche fondamentale peut engendrer des filières industrielles concrètes.
Pédagogie Expérientielle et Transition Écologique
Le projet ANR « Ressources » s’inscrit dans le cadre de l’appel à projet sur l’hybridation des formations dans l’enseignement supérieur, porté par l’Agence nationale de la Recherche. Cette pédagogie se base sur l’expérimentation de la matière en vue de faire émerger aujourd’hui des architectures inscrites dans un territoire. Elle invite les participants à faire l’expérience de la matière, de la vivre pour la connaître. Cette méthode vise à développer un esprit de recherche et à insuffler chez les professionnels et futurs professionnels de la construction la volonté d'expérimenter et de créer avec les matières les plus banales et pourtant les plus disponibles.
Le projet « Ressources » puise sa force dans la pluralité des acteurs impliqués. Les grands objectifs incluent la création de ressources pédagogiques numériques sur les thèmes de la réhabilitation et la construction bio-géo-sourcées, la mutualisation des contenus existants dans les établissements et la structuration d'un collectif d'enseignants inter-écoles, avec l'assistance de spécialistes de la pédagogie innovante et des professionnels du bâtiment. Un des principaux objectifs du projet ressources est de rassembler les initiatives et les contenus numériques épars pour les intégrer dans un grand projet pédagogique numérique cohérent. En vue d'une transition numérique réussie, il s'agit aussi de travailler collectivement entre enseignants et équipes pédagogiques des différents établissements sur la transformation de leurs cours en format numérique.
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Dans le domaine de l'architecture et de l'ingénierie de la construction, la formation doit être au service de la transition écologique du secteur du bâtiment. Chaque module est un ensemble de nombre d'heures qui hybride pédagogie numérique, pédagogie expérientielle et pédagogie collaborative. Ces efforts prouvent que l'industrie est un secteur d'avenir, d'innovation et d'opportunités. Innovation scales when collaboration scales.
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