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ENVIRONNEMENT

Michelin, le CNRS et l’Université de Strasbourg en quête de matériaux nanofibreux innovants

PUBLIÉ LE 16 AVRIL 2024
LA RÉDACTION
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Michelin, le CNRS et l’Université de Strasbourg en quête de matériaux nanofibreux innovants
Figure 1 : Image obtenue par microscopie électronique à balayage montrant un cheveu de 60 microns de diamètre déposé sur un tapis de nanofibres de polyester fabriquées par electrospinning et de diamètre moyen de 0,3 microns. © ICPEES.
Michelin, le CNRS et l’Université de Strasbourg inaugurent à Strasbourg un laboratoire commun appelé « SpinLab » consacré à l’étude du procédé d’electrospinning, qui permet de fabriquer de manière optimisée des matériaux nanofibreux tels que des adhésifs ou des membranes de filtration.

Pour une durée de quatre ans, les équipes de Michelin, du CNRS et de l’Université de Strasbourg travailleront ensemble afin de concevoir une plateforme innovante d’electrospinning. L’objectif est de faire émerger des matériaux fibreux novateurs et différenciateurs pour des applications variées liées à la mobilité, l’énergie et l’environnement.

Manipuler les nanofibres lors de leur dépôt à la manière d’un « tissage électrostatique », tel est l’enjeu du projet de recherche commun. À cet effet, les équipes étudieront les phénomènes physiques permettant, in fine, d’obtenir des matériaux dont la structure fibreuse n’est plus aléatoire mais organisée dans les trois dimensions.

Alors que les technologies textiles traditionnelles utilisent l’action de forces mécaniques pour former et déposer les fibres, l’electrospinning est un procédé qui lui, utilise les forces électrostatiques :  la fibre y est ainsi formée, puis fortement étirée et projetée à très grande vitesse sur un substrat grâce à l’action d’un champ électrique intense. Des fibres continues dont le diamètre est 100 à 1000 fois plus fin que celui d’un cheveu sont alors fabriquées et assemblées sous la forme d’un « mat », un textile non-tissé dont la structure aléatoire est semblable à un voile cotonneux.


Deux grands axes seront déclinés dans cette collaboration :

- le premier consiste à développer une plateforme innovante d’electrospinning afin d’étudier les mécanismes physiques et physico-chimiques permettant d’obtenir des matériaux nanofibreux multi-composants dont la morphologie et la composition fibreuse sont contrôlées.
- le second vise à élaborer par electrospinning et selon des voies respectueuses de l’environnement, des « mats » aux caractéristiques spécifiques afin de cibler des applications variées. Un focus particulier sera mis sur deux applications : l’hydrogène et la mobilité zéro-émission ainsi que les adhésifs.

Les recherches menées dans le cadre du laboratoire commun SpinLab pourraient trouver à terme des applications dans d’autres domaines tels que le médical (implants biomimétiques pour l’ingénierie tissulaire, pansements, etc.), l’environnement (filtres à air, membranes de filtration liquide, etc.) ou encore l’énergie (membranes de pile à combustible, électrodes de super-condensateur, etc.).

Pour Michelin, ces avancées permettront le renforcement structurel avec du mat obtenu par electrospinning qui amincit les composites et et améliore leurs propriétés fonctionnelles tout en étant plus économe en matière. Le projet ouvre également la porte à l’utilisation de membranes non-tissées pour leurs propriétés de perméabilité, de conductivité électrique, etc. Celles-ci pouvant aussi être imprégnées d’agents actifs qui leur apporteraient des fonctionnalités supplémentaires.

La mise en œuvre de SpinLab a bénéficié de l’accompagnement de l’Institut Carnot MICA.

 
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