Élaboration et caractérisation mécanique de panneaux de particules de tige de kénaf et de bioadhésifs à base de colle d'os, de tannin ou de mucilage, Development and mechanical characterisation of particleboards from kenaf core and bone, tannin or mucilage based bioadhesives

Amen Nenonene

Description

Sous la direction de Komla Sanda, Luc Rigal
Thèse soutenue le 10 juillet 2009: Université de Lomé (Togo), INPT
La toxicité des émissions de formaldéhyde rejetées par les panneaux de particules à base de résines contenant du formaldéhyde motive la recherche de liants alternatifs notamment d’origine naturelle. Ce travail porte sur l’élaboration par thermopressage et la caractérisation physico-mécanique de panneaux de particules sans ou à faibles rejets de formaldéhyde à partir des tiges de kénaf (Hibiscus cannabinus) et de la colle d’os ou de liants végétaux riches en tannins ou en mucilage de plantes tropicales. L’utilisation de ces bioadhésifs a permis d’obtenir des panneaux de bonne résistance en flexion (370 = MOE = 3100 MPa ; 2,01 = MOR = 23 MPa). Un procédé peut être envisagé pour une production de ces panneaux utilisables comme matériaux de construction écologiques
-Panneaux de particules
-Hibiscus cannabinus
-Colle d'os
-Liant tannifère
-Liant mucilagineux
-Extrusion
The proven toxicity of lignocellulosic composites based on urea-formaldehyde, phenol-formaldehyde type resins by their formaldehyde emissions cause environmental health problems. A study has been carried out to enhance the development of particleboards of low density with few formaldehyde emissions manufactured with Hibiscus cannabinus core reinforcements and matrix of bone adhesive or tannin material from pod of Parkia biglobosa, stem barks of Pithecellobium dulce and foliar sheath of Sorghum caudatum or mucilaginous material from calyx of Bombax costatum and stem barks of Grewia venusta. Vegetable materials were employed in rough powders or extracts forms, or in mixture with the bone adhesive. The results obtained reveal that bone adhesive was as valuable as the urea formaldehyde resin for manufacturing particleboard with good mechanical properties (MOE: 541 MPa, MOR: 5.23, IB: 0.58 MPa). Tannin and mucilaginous rough materials gave particleboards with bending modulus of elasticity (MOE) ranging from 370 to 400 MPa, bending modulus of rupture (MOR) varying from 2.01 to 3.17 MPa and internal bond (IB) going from 0.06 to 0.28 MPa. Those plant extracts leaded to particleboards with variable mechanical properties (MOE: 484 –1100 MPa, MOR: 2.36 – 5.66 MPa and IB: 0.11 – 0.46 MPa) depending of the nature of the adhesive. Tannin based adhesive gave particleboards more valuable than mucilaginous ones. The association of the bone adhesive with the rough or the extracts of the plants material improved the mechanical characteristics of the panels
-Particleboards
-Hibiscus cannabinus
-Bone adhesive
-Tannin adhesive
-Mucilaginous adhesive
-Extrusion
Source: http://www.theses.fr/2009INPT012G/document

Informations

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• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

THESE

En vue de l’obtention du

DOCTORAT DE L’UNIVERSITE DE TOULOUSE

Délivré par : L’Institut National Polytechnique de Toulouse
DDiisscciipplliinnee oouu ssppéécciiaalliittéé :: Sciences des Agroressources DDiisscciipplliinnee oouu ssppéécciiaalliittéé ::

Présentée et soutenue par : NENONENE Amen Yawo
Le 10 juillet 2009

Titre : Elaboration et caractérisation mécanique de panneaux de particules
de tige de kénaf et de bioadhésifs à base de colle d'os, de tannin ou
de mucilage

JURY
Mme Marie-Elisabeth BORREDON Présidente
M. Luc RIGAL Directeur de thèse
M. Komla SANDA Directeur de thèse
M. Magolmèèna BANNA Rapporteur
M. Moussa GOMINA Rapporteur
M. Kokou Esso ATCHOLI Invité


EEEEccccoooolllleeee ddddooooccccttttoooorrrraaaalllleeee :::: Transferts, Dynamique des Fluides, Energétiques et
Procédés (TYFEP)
Unité de recherche : Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle
Directeur(s) de Thèse : RIGAL Luc, SANDA Komla
A Sylvie & Karen REMERCIEMENTS

Les travaux de ce mémoire ont bénéficié du concours technique et financier de plusieurs
personnes et institutions. Je voudrais saisir l’opportunité de leur présentation pour exprimer à
tous, mes sincères sentiments de gratitude.

Que le Ministère Français de la coopération trouve en ces lignes, l’expression de notre
profonde reconnaissance pour l’appui accordé à ce travail à travers le financement des mes
multiples voyages de Lomé à Toulouse et les moyens techniques offerts pour le bon
déroulement des tous les travaux de cette thèse.

Mes sentiments de gratitude vont également aux autorités de l’Université de Lomé qui n’ont
jamais manqué de m’appuyer dans la recherche et la collecte des matériaux, les présentations
orales découlant de ces travaux dans des congrès et pour l’obtention de toutes les
autorisations nécessaires à la bonne évolution des travaux.

Je voudrais exprimer à Madame le Professeur Marie-Elisabeth BORREDON, Directrice du
Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle de l’Ecole Nationale Supérieure des Ingénieurs en
Arts Chimiques et Technologiques (ENSIACET) de l’Institut National Polytechnique de
Toulouse (INPT) où se sont déroulés une bonne partie de mes travaux, toute ma
reconnaissance pour m’avoir accepté dans son laboratoire et pour tout l’appui technique et
financier offert. Ces contributions ont été déterminantes dans la réussite de nos travaux.

Que Monsieur Luc RIGAL soit assuré de toute ma reconnaissance. Vous m’avez accepté
dans votre groupe de recherche et vous avez accepté de diriger ce travail de thèse. Malgré
vos multiples occupations, vous avez toujours été disponible pour apporter moyens
techniques et conseils scientifiques à mes travaux. Je vous prie de trouver en ces mots, la
marque de ma profonde gratitude pour votre grandeur d’âme et pour tout l’appui multiforme
que vous n’avez jamais cessé de m’apporter.

Mes pensés vont au Professeur Komla SANDA, Chef de l’Unité de Recherche sur les Agro-
ressources et la Santé Environnementale, Directeur de l’Ecole Supérieure d’Agronomie de
l’Université de Lomé. Vous m’avez offert l’opportunité des travaux, objets de ce mémoire
en m’ouvrant vos bras au moment où je perdais l’espoir de trouver un directeur de thèse ; merci d’avoir cru en moi. Vous m’avez fait profiter de votre rigueur et de votre perspicacité
dans la conduite des travaux de recherche. Accepter ici, l’expression de toute mon
admiration.

Je voudrais prier Monsieur Moussa GOMINA de trouver en ces mots, l’expression de toute
ma reconnaissance pour avoir accepté sans aucune hésitation, et ce malgré toutes vos
occupations, de rapporter puis de participer au jury de ce mémoire.

Que monsieur Magolmèèna BANNA, professeur à l’Université de Lomé, soit assuré de toute
ma gratitude pour avoir accepté de bon cœur de rapporter sur cette thèse et de participer à
son jury.

Mes remerciements vont au Professeur Kokou Esso ATCHOLI professeur à l’UTBM qui a
manifesté spontanément sa disponibilité à participer au jugement de ce mémoire. Merci
d’avoir acceptée d’être membre du jury.

Je voudrais dire à monsieur Gérard VILAREM toute ma gratitude pour vos appuis et toutes
l’assistance financière et technique que vous m’avez accordée au cours de nos travaux.

Plusieurs personnes ont contribué de prêt ou de loin au bon déroulement de ces travaux à
travers leur assistance technique, les coups de pousse, les conseils et le climat amical et
paisible créé autours de moi.

Je garde un merveilleux souvenir de Anne, Cathy, Michel, Didier, Antoine, Virginie, Laure,
Jérôme, Eric, Géraldine et Philippe, tous au LCA qui ont toujours été là à chaque fois que
j’ai eu besoin d’eux. Merci infiniment à tous pour tous les moments passés ensembles.

Que mes amis et collègues Dan Koffi, Kwasi, Roger, Georges, Banito, Batalia, Sékaya de
l’ESA trouvent ici, toute ma reconnaissance pour leur présence et pour les moments de peine
et de bonheur passés ensembles.

Que Sylvie mon épouse et Karen ma fille soient assurées de la conscience que j’ai des
sacrifices qu’elles ont consentis en supportant stoïquement toutes mes absences et mes
fréquentes manques d’attention tout au long de ces travaux. Merci de tout cœur.
iii
TABLE DES MATIERES

Remerciements ........................................................................................................................... ii
Table des Matières .................................................................. iv
Liste des tableaux vii
Liste des figures ...................................................................... ix
Liste des photos ..................................xiii
Introduction générale ............................................................... 1
Chapitre 1 .................................................................................................................................. 4
les panneaux de particules lignocellulosiques : situation des connaissances ............... 4
Introduction ............................................................................. 5
1.1. Généralités sur les panneaux de particules lignocellulosiques .................................... 6
1.1.1. Définitions ................................................................ 6
1.1.2. Importance des panneaux de particules lignocellulosiques ......................................... 6
1.1.3. Importance économique des panneaux composites au Togo ...................................... 7
1.1.4. Les renforts lignocellulosiques des panneaux de particules lignocellulosiques .......... 8
1.1.5. Les matrices, liants des panneaux de particules lignocellulosiques .......................... 20
1.1.6. Les additifs dans les panneaux de particules lignocellulosiques ............................... 24
1.1.7. Classifications des panneaux de particules ............................................................... 24
1.2. Les procédés de fabrication des panneaux de particules lignocellulosiques ............ 26
1.2.1. La préparation du matériel ligneux ........................ 26
1.2.2. L’imprégnatiatériel fibreux avec la résine ou encollage .............................. 26
1.2.3. La mise en forme ou formage ................................. 27
1.2.4. La finition .................................................................................................................. 28
1.3. Caractérisation mécanique des panneaux de particules ............................................ 28
1.3.1. Découpe des panneaux de particules ...................... 29
1.3.2. Détermination de la densité des panneaux de particules ........................................... 29
1.3.3. Mesure des propriétés de flexion des panneaux de particules ................................... 29
1.3.4. Détermination de la cohésion interne des panneaux de particules ............................ 29
1.3.5. Détermination de l'arrachement de surface des panneaux de particules ................... 30
1.3.6. Détermination du gonflement en épaisseur ............................................................... 30
1.4. Problèmes posés par les panneaux à liants à base de formaldéhyde ....................