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Fractionnement des Agroressources et Environnement

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1er juin 2020 - L’humidité affecte les propriétés mécaniques des fibres de chanvre à l'échelle nano

1er juin 2020 - L’humidité affecte les propriétés mécaniques des fibres de chanvre à l'échelle nano
Les fibres de chanvre sont utilisées dans les applications industrielles pour leurs propriétés mécaniques et leur faible densité, ce qui les rend attractives pour des alternatives durables aux composés pétrochimiques dans des applications telles que les matériaux composites. Toutefois, leur sensibilité à l'humidité peut avoir un impact sur les propriétés des matériaux.

Dans le cadre de la thèse de Raphaël Coste supervisée par L. Tetard (Univ. Floride Centre), M. Molinari (LRN, URCA ; CBMN, Univ. Bordeaux) et B. Chabbert (FARE), l'effet de l'humidité relative de l'air sur le module d'indentation local des fibres de chanvre a été exploré à l'échelle nanométrique afin de différencier le comportement des différentes couches de la paroi cellulaire.

Le module d'indentation des fibres de xylème et de sclérenchyme, déterminé par microscopie à force atomique, diminue lorsque l'humidité de l'air augmente. Cependant, le xylème et le sclérenchyme se comportent différemment ; les fibres du xylème contiennent plus d'eau que les fibres du sclérenchyme lors de la sorption de l'eau. Les différences de teneur en lignine et de cristallinité de la cellulose ont été évaluées par spectroscopie Raman, ce qui souligne le rôle de la composition et de la structure macromoléculaire des fibres végétales dans l'absorption de l'eau.

Cette étude permet de mieux comprendre l'interaction entre l’humidité, et la composition et la structure macromoléculaire des fibres, et leurs effets sur les propriétés nanomécaniques du chanvre, suggérant que les matériaux dérivés des fibres libériennes du chanvre auront un comportement hygroscopique plus stable.

Lire : Coste R, Pernes M, Tetard L*, Molinari M, Chabbert B*. Effect of the interplay of composition and environmental humidity on the nanomechanical properties of hemp fibers. ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2020, 8, 16, 6381-6390. DOI

Contact : Dr Brigitte CHabbert, brigitte.chabbert@inrae.fr