Élaboration intelligente de bioproduits par thermoformage

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La plupart des produits à base de polymères et de renforts végétaux de grande consommation ne sont pas biodégradables et les procédés de recyclage existants ne sont en réalité qu'un déplacement de l'impact négatif qu'ont ces produits sur l'environnement. Face à cette situation, des efforts considérables sont entrepris pour l'élaboration de nouveaux matériaux biodégradables à partir de la matière cellulosique provenant de la biomasse végétale. Ces nouveaux matériaux répondent au besoin de développement durable et contribuent à réduire les émissions des gaz à effet de serre. Cependant, leurs propriétés et comportements (généralement viscoélastique) ne sont pas garantes des propriétés finales des produits fabriqués. En effet, lors de la fabrication du produit, la matière se chauffe, se ramollit, s'étire, se texture et se frotte sur les outils de fabrication. Tous ces aspects sont hautement interdépendants et influencent les propriétés d'usage du produit fabriqué, qui à leur tour, dépendent de la méthode d'élaboration du matériau et de ses constituants, particulièrement le renfort cellulosique dont les propriétés (thermiques et mécaniques) sont très variables en fonction de l'origine de la cellulose, de la méthode de son extraction, etc. C'est dans ce cadre que le projet est inscrit avec l'objectif de développer une nouvelle approche intelligente d'optimisation des propriétés d'usage de matériaux à base de biopolymères et matériaux biosourcés, applicable à l'échelle industrielle, afin d'approcher les propriétés des polymères classiques, voire de les concurrencer. A cet effet, des outils d'expérimentation, de caractérisation, de modélisation et d'intelligence artificielle seront considérés. Les bioproduits considérés dans ce projet sont des pales, de petites éoliennes, applicables au milieu nordique canadien. Ces nouvelles pâles possèderont de faibles masses volumiques et des propriétés mécaniques intéressantes. Nous ne parlerons plus de pales mais de pales vertes de nouvelle génération. Le procédé de fabrication visé est le thermoformage. En plus, pour rendre le procédé plus performant, nous proposerons une amélioration de la technologie existante par l'incorporation du mode de chauffage par micro-ondes au lieu de l'infrarouge. Ce constat est dû à nos récentes investigations qui démontrent une interdépendance entre les caractéristiques morphologiques et physiques des charges biosourcées et le cycle de chauffage par micro-ondes ; ce qui permettra un gain substantiel sur la productivité. Ce projet pourrait ainsi contribuer au développement énergétique du monde rural et des petites collectivités tout en soutenant l'industrie ouvrant dans la fabrication des pales d'éoliennes « vertes ». En plus, ces travaux concernent une diversité de sujets et d'applications (naval, transport, construction, électrique, etc.) qui permettent l'avancement des connaissances dans plusieurs domaines des sciences et du génie (mécanique, chimique, matériaux, etc.).