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International audience; L’utilisation de ressources végétales dans la formulation des matériaux permet de réduire l’impact environnemental du secteur de la construction. De telles ressources restent sensibles au feu. Cette étude vise à développer un traitement ignifugeant adapté aux isolants thermiques à base de fibres de chanvre. Le but est de limiter les impacts sanitaires et environnementaux du traitement, tout en optimisant les performances techniques des produits traités. Un protocole de laboratoire est mis en place pour évaluer l’effet retardateur de flamme du traitement. Les fibres traitées avec des solutions commerciales ou des formulations spécifiques sont soumises à différents essais de caractérisation incluant des essais d’inflammation directe, des essais à la petite flamme, des analyses thermiques (ATD-TG) et des essais au calorimètre à cône. Les résultats obtenus permettent d’orienter la formulation d’un traitement mais mettent également en évidence la complémentarité de ces méthodes d’analyse. Le couplage des résultats permet également de proposer un ajustement de modèles prédictifs conduisant à l’estimation du classement de réaction au feu selon l’Euroclasse des matériaux testés.

L’introduction de ressources végétales dans la formulation des matériaux permet de réduire l’impact environnemental du secteur de la construction. Cette étude vise à développer un traitement ignifugeant adapté aux isolants thermiques à base de fibres de chanvre. Le but est de limiter les impacts énergétiques, sanitaires et environnementaux du traitement, tout en optimisant les performances techniques des produits traités. Un protocole de laboratoire est mis en place pour évaluer l’effet retardateur de flamme du traitement. Les fibres traitées avec des solutions commerciales ou des formulations spécifiques sont soumises à différents essais de caractérisation incluant des essais d’inflammation directe, des essais à la petite flamme, des analyses thermiques (ATD-TG) et des essais au calorimètre à cône. Les résultats obtenus permettent d’orienter la formulation d’un traitement mais mettent également en évidence la complémentarité de ses méthodes d’analyse. Le couplage des résultats permet également de proposer un ajustement de modèles prédictifs conduisant à l’estimation du classement de réaction au feu selon l’Euroclasse des matériaux testés., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 40 No 1 (2022): Special Issue - RUGC 2022

Les câbles constituent une source importante de départ et de propagation de feux, c’est pourquoi ils doivent être ignifugés. Si leur comportement au feu est évalué après fabrication, la durabilité dans le temps du traitement ignifuge a jusqu’à présent été peu évaluée alors que ceux-ci doivent rester en service pendant plusieurs décennies tout en étant soumis à des environnements potentiellement agressifs. Ce manque de connaissances peut être particulièrement critique, par exemple dans le cas des centrales nucléaires dont la durée de vie va être prolongée au-delà de 40 ans 1 . Il a été montré que, selon sa nature et le type de vieillissement, le comportement au feu d’un matériau peut être dégradé, maintenu ou même parfois amélioré 2. Dans cette étude, une formulation commerciale pour un câble de nouvelle génération, à base de PE/EVA ignifugé par trihydroxyde d’aluminium, a été injectée sous forme de plaques. Ces plaques ont été soumises à différentes conditions de vieillissement (température, exposition aux UV et rayonnement gamma) dans le but d’évaluer leur comportement au feu à l’aide d’essais au cône calorimètre. Les résultats mettent en particulier en évidence une modification sensible et délétère du comportement au feu du matériau lorsqu’il a été soumis à des doses d’irradiation gamma pouvant être atteintes après plusieurs décennies d’exposition à un faible débit de rayonnements ionisants. Le matériau subit une forte déformation après ignition, due à la réticulation de la fraction polyéthylène sous l’effet du rayonnement gamma 3 . Dans un second temps, les câbles constitués de cette gaine seront évalués afin de vérifier que les phénomènes observés sur la gaine se produisent également sur les câbles.

Le bois est depuis toujours utilisé dans la construction. Cet usage prend un nouvel essor depuis quelques années grâce aux nombreux produits techniques innovants en bois. Ce matériau est de plus en plus apprécié offrant de nombreuses possibilités pour construire, surélever, rénover et s’agrandir. Cependant, les révisions successives des réglementations du bâtiment et de la construction ont accru les exigences pour que les matériaux satisfassent aux spécifications en ce qui concerne les faibles émissions de formaldéhyde et la résistance élevée à la propagation de la flamme. Ainsi, l'industrie des panneaux est confrontée à une demande croissante en panneaux ignifugés et à faible émission de formaldéhyde. Dans ce contexte, la disponibilité de retardateurs de flamme efficaces, non toxiques et/ou biosourcés est activement recherchée. Néanmoins, la capacité de l'industrie à répondre efficacement à cette demande croissante a été entravée par les limites de la disponibilité d'additifs adéquats. Il est donc clé de pouvoir proposer de nouveaux additifs pour répondre à ces besoins.

Textile technologies have been metamorphosed over the past two decades, shifting technologically from conventional to multifunctional textiles [1]. A multi-layered textile with long-standing flame retardancy and electrical conductivity was prepared via layer-by-layer (LbL) coating fabrication. A coating of polyethylenimine (PEI), ammonium polyphosphate (APP), and a composite containing poly(aniline-co-melamine) and montmorillonite (MMT) were consecutively applied, and the resulting multi-layered fabrics was systematically analyzed by Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDX) and thermogravimetric analysis (TGA). Flame retardancy analysis by pyrolysis-combustion flow calorimetry (PCFC) and a vertical burning test confirmed a significant fall in the heat release rate (HRR) by flax fabrics treatment. More interestingly, a very low peak of HRR (pHRR) of 15 W/g with respect to 234 W/g for untreated flax fabrics should be highlighted. Mechanistically, TGA measurements confirmed condensed phase flame retardancy, as reflected in a significant rise by 37% in the amount of residue of the treated fabrics compared to 19% for the untreated flax fabrics. The vertical burning test verified the formation of a fireproof multi-layered fabric. The conductivity of the flax fabric was in the range of 1-8×10-7 S/cm before burning, but surprisingly the fabrics remained conductive over 30 S. To give the product another dimension, a fully bio-based flame retradnat system using phytic acid amalgamated with a bio-phosphorus precursor was designed and applied on the flax fabric. The flame retardancy of the obtained samples was also investigated and compared with the last samples.

Adding a chemical function to a substrate is an efficient way to endow it higher performances. The only way of functionalizing natural fibres is by modifying their surface. Radiation grafting by the means of ionizing rays is a sustainable way to reach a high level of performances, without adding additives like initiators.A large range of molecules with unsaturated vinyl (double bond C=C) are now available and suitable for radiation grafting. According to the reactivity of the molecule, grafting can be induced by direct radiation (simultaneous grafting in presence of the substrate and of the molecule) or pre-irradiation (surface radicals of the substrate are turned into peroxides, owing to irradiation in the air, and thermally reactivated (80-100°C) at the moment of the grafting in presence of the molecule).Since 2012, the authors have developed an advanced and continuous experience with the radiation grafting of fire-retardant molecules on natural fibres.The grafting of natural fibres with repellent molecules is another project currently under development. These advancements and the suitable radiation conditions (dose, radiation pathway) as far as the grafting conditions (molecule, combination of molecules, concentration, grafting rate ...) to reach the related objectives will be presented.

International audience; Pre-irradiation method was used to modify flax fabrics by grafting phosphorus compouds to improve their flame retardancy. A phosphorus-based flame retardant (FR) dimethyl(methacryloxy)methyl phosphonate (MAPC1) was used as unsaturated grafting agent. The grafting process follows three main steps. First, flax fibers were irradiated under electron beam at a dose ranging between 5 and 100 kGy, then the irradiated fabrics were impregnated by dipping them into an aqueous solution containing the MAPC1 monomer; finally a washing step of the treated fibers allows to remove unreacted monomers units and the free oligomers and polymers chains which are not covalently bonded to the flax structure. Different parameters have been studied such as radiation dose, temperature and duration of the grafting reaction and monomer concentration. In particular, it has been observed that MAPC1 is grafted in a homogeneous way into the bulk of the elementary flax fibers leading to high phosphorus rate of around 2 wt% for a dose 10 kGy and up to 7 wt% for a dose 100 kGy. The presence of radicals on the flax fibers after irradiation has been confirmed by Electron Paramagnetic Resonance (EPR). Grafting efficiency was assessed by infrared spectroscopy (FTIR) and quantified using Inductively Coupled Plasma (ICP-AES). The location of the grafted phosphorus polymer chains was assessed by Scanning Electron Microscope coupled with Energy Dispersive X-ray spectrometer (SEM-EDX) using phosphorus mapping of modified fibers. The effect of phosphorus grafting on thermal properties and fire behavior of flax fibers was studied using thermogravimetric analysis and pyrolysis combustion flow calorimetry.

International audience; This work is focused on the functionalization of flax fibers aiming to improve their flame retardancy by grafting a phosphorus-based flame retardant (FR), dimethyl(methacryloxy) methyl phosphonate (MAPC1). The pre-irradiation method was used, and the grafting process follows three main steps namely: the irradiation of flax fibers, the impregnation of irradiated fibers in FR solution and finally a washing step to remove unreacted monomer units and free oligomers and polymers chains not covalently bonded to the flax structure. The presence of radicals on the flax fibers after irradiation was confirmed by Electron Paramagnetic Resonance (EPR). Grafting efficiency was assessed by infrared spectroscopy (FTIR) and quantified using Inductively Coupled Plasma (ICP-AES). The location of the grafted phosphorus polymer chains was assessed by Scanning Electron Microscope coupled with Energy Dispersive X-ray spectrometer (SEM-EDX) using phosphorus mapping of modified fibers. The effect of phosphorus grafting on thermal properties and fire behavior of flax fibers was studied using thermogravimetric analysis and pyrolysis combustion flow calorimetry. Different parameters were studied such as the radiation dose, the temperature and the duration of the grafting reaction and the monomer concentration. In particular, it was observed that MAPC1 was grafted in a homogeneous way into the bulk of the elementary flax fibers leading to high phosphorus rate of around 2 wt% for a dose 10 kGy and up to 7 wt% for a dose 100 kGy leading to high charring and low flammable fibers. The assessments are based on the measurement of density and thermal conductivity. The variation of compressive strength in function of the characteristics (mean particle length) of rice straw particle are assessed and discussed. The investigation covers also the porosity and density. Tests are also carried out on agricultural by-products with a view to highlight their chemical, physical and structural proprieties. The results show that the use of large particles with low water absorption capacity induce lighter concretes with the density between 339 and 505 kg/m3 and lead to a high compressive strength with a high mechanical deformability. Furthermore, it appears that an increase in the average length of rice straw particle lead to decrease of thermal conductivity of bio-based concretes. It varies from 0.062 to 0.085 W/(m.K).

International audience

International audience; Due to their chemical structure, conventional flame retardants are often toxic, barely biodegradable and consequently neither healthy nor environmentally friendly. Their use is therefore increasingly limited by regulations. For this reason, research on innovative flame retardants based on sustainable materials is the main focus of this work. Wheat starch, wheat protein, xylan and tannin were modified with phosphate salts in molten urea. The functionalization leads to the incorporation of phosphates (up to 48 wt.%) and nitrogen (up to 22 wt.%). The derivatives were applied on wood fibers and tested as flame retardants. The results indicate that these modified biopolymers can provide the same flame-retardant performances as commercial compounds currently used in the wood fiber industry. Besides, the flame retardancy smoldering effects may also be reduced compared to unmodified wood fibers depending on the used biopolymer. These results show that different biopolymers modified in phosphate/urea systems are a serious alternative to conventional flame retardants.

National audience

Dans un premier temps, la nature pétrographique et les propriétés physiques de deux terres à bâtir seront caractérisées (analyse granulométrique, densité spécifique, limite de liquidité et indice de plasticité). Les propriétés physiques de deux briques de terre crue (un adobe et une brique de terre compressée stabilisée à la chaux) fabriquées à partir de ces deux terres seront ensuite mesurées (masse volumique apparente, porosité, conductivité thermique, coefficient d’absorption d’eau, isotherme de sorption, comportement au feu). Les résultats obtenus montrent que les propriétés physiques qui sont le plus influencées par la nature de la terre utilisée sont la rétention d’eau et le comportement au feu., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 38 No 1 (2020): Special Issue - RUGC 2020 Marrakech

International audience

International audience

International audience; De nouvelles réglementations pour la protection de la santé et de l’environnement comme les Euroclasses poussent les industriels de la câblerie à se renouveler. Ils se doivent d’intégrer ces normes tout en continuant à améliorer les propriétés mécaniques et électriques, ainsi que le comportement au feu et le vieillissement des câbles. A l’heure actuelle, les matériaux utilisés pour les gaines des câbles sont des mélanges de polymères chargés en hydroxyde d’aluminium (ATH) ou en polyphosphate d’ammonium (APP). Des taux de charges élevés sont nécessaires pour améliorer le comportement au feu, cependant ils impactent défavorablement la flexibilité de la gaine ou sa sensibilité à l’eau. L’approche menée dans le cadre du projet HAREDY vise à améliorer les performances au feu des matériaux et également à retarder leur vieillissement hygro- et hydrothermique.