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La mousse de polyuréthane (PU) est couramment utilisée dans la construction à diverses fins. Cependant, avec la tendance à la neutralité carbone, les matériaux respectueux de l'environnement suscitent une attention croissante. Il est crucial d'améliorer leur réputation écologique.
La mousse de polyuréthane est un polymère composé d'unités monomères organiques liées par de l'uréthane. C'est un matériau léger, riche en air et doté d'une structure cellulaire ouverte. Produit par réaction d'un diisocyanate ou d'un triisocyanate avec des polyols, il peut être modifié par l'ajout d'autres matériaux.
La mousse de polystyrène peut être fabriquée à partir de polyuréthane de dureté variable, et d'autres matériaux peuvent également être utilisés pour sa production. La mousse de polyuréthane thermodurcissable est la plus courante, mais il existe également des polymères thermoplastiques. Ses principaux avantages sont sa résistance au feu, sa polyvalence et sa durabilité.
La mousse de polyuréthane est largement utilisée dans le secteur de la construction en raison de ses propriétés ignifuges, structurelles et isolantes, ainsi que de sa légèreté. Elle permet de fabriquer des éléments de construction robustes et légers, et d'améliorer l'esthétique des bâtiments.
De nombreux types de meubles et de moquettes contiennent du polyuréthane en raison de sa polyvalence, de son rapport qualité-prix et de sa durabilité. La réglementation de l'EPA exige que le matériau soit complètement durci pour stopper la réaction initiale et éviter les problèmes de toxicité. De plus, la mousse de polyuréthane peut améliorer la résistance au feu de la literie et des meubles.
La mousse de polyuréthane projetée (SPF) est un matériau isolant primaire qui améliore l'efficacité énergétique d'un bâtiment et le confort des occupants. Son utilisation réduit les émissions de gaz à effet de serre et améliore la qualité de l'air intérieur.
Les adhésifs à base de PU sont également utilisés dans la production de produits en bois tels que le MDF, l'OSB et les panneaux de particules. La polyvalence du PU lui confère des applications variées, telles que l'isolation phonique, la résistance à l'usure, aux températures extrêmes, à la moisissure et au vieillissement. Ce matériau a de nombreuses applications dans le secteur de la construction.
Bien que la mousse de polyuréthane soit très utile et utilisée dans de nombreux domaines de la construction, elle présente néanmoins quelques inconvénients. Ces dernières années, la durabilité et la recyclabilité de ce matériau ont été largement remises en question, et les recherches visant à résoudre ces problèmes sont de plus en plus nombreuses dans la littérature.
Le principal facteur limitant le respect de l'environnement et la recyclabilité de ce matériau est l'utilisation d'isocyanates hautement réactifs et toxiques lors de sa production. Différents types de catalyseurs et de tensioactifs sont également utilisés pour produire des mousses de polyuréthane aux propriétés variées.
On estime qu'environ 30 % de la mousse de polyuréthane recyclée finit en décharge, ce qui pose un problème environnemental majeur pour le secteur de la construction, car ce matériau est difficilement biodégradable. Environ un tiers de la mousse de polyuréthane est recyclé.
Il reste encore beaucoup à améliorer dans ces domaines, et à cette fin, de nombreuses études ont exploré de nouvelles méthodes de recyclage et de réutilisation de la mousse de polyuréthane et d'autres matériaux en polyuréthane. Des méthodes de recyclage physiques, chimiques et biologiques sont couramment utilisées pour récupérer la mousse de polyuréthane et en faire des utilisations à valeur ajoutée.
Cependant, il n'existe actuellement aucune solution de recyclage permettant d'obtenir un produit final de haute qualité, réutilisable et stable. Avant que le recyclage de la mousse de polyuréthane puisse être considéré comme une option viable pour les secteurs de la construction et de l'ameublement, des obstacles tels que le coût, la faible productivité et le manque criant d'infrastructures de recyclage doivent être levés.
L'article, publié en novembre 2022, explore les moyens d'améliorer la durabilité et la recyclabilité de cet important matériau de construction. L'étude, menée par des scientifiques de l'Université de Liège (Belgique), a été publiée dans la revue Angewandte Chemie International Edition.
Cette approche innovante consiste à remplacer les isocyanates hautement toxiques et réactifs par des matériaux plus respectueux de l'environnement. Le dioxyde de carbone, autre produit chimique nocif pour l'environnement, est utilisé comme matière première dans cette nouvelle méthode de production de mousse de polyuréthane écologique.
Ce procédé de fabrication écologique utilise de l'eau pour créer l'agent moussant, imitant ainsi la technologie de moussage utilisée dans le traitement traditionnel de la mousse de polyuréthane et évitant ainsi l'utilisation d'isocyanates nocifs pour l'environnement. Le résultat final est une mousse de polyuréthane verte que les auteurs appellent « NIPU ».
Outre l'eau, le procédé utilise un catalyseur pour convertir le carbonate cyclique, une alternative plus écologique aux isocyanates, en dioxyde de carbone afin de purifier le substrat. Parallèlement, la mousse durcit en réagissant avec les amines du matériau.
Le nouveau procédé présenté dans l'article permet la production de polyuréthanes solides de faible densité présentant une distribution poreuse régulière. La conversion chimique du dioxyde de carbone résiduel facilite l'accès aux carbonates cycliques pour les procédés de production. Il en résulte une double action : la formation d'un agent moussant et d'une matrice PU.
L'équipe de recherche a créé une technologie modulaire simple et facile à mettre en œuvre qui, combinée à un produit de départ écologique, facilement disponible et peu coûteux, crée une nouvelle génération de mousse polyuréthane verte pour le secteur de la construction. Cela renforcera ainsi les efforts du secteur pour atteindre la neutralité carbone.
Bien qu’il n’existe pas d’approche universelle pour améliorer la durabilité dans le secteur de la construction, la recherche se poursuit sur différentes approches pour résoudre cet important problème environnemental.
Des approches innovantes, telles que la nouvelle technologie développée par l'équipe de l'Université de Liège, contribueront à améliorer significativement le respect de l'environnement et la recyclabilité de la mousse de polyuréthane. Il est crucial de remplacer les produits chimiques hautement toxiques utilisés traditionnellement dans le recyclage et d'améliorer la biodégradabilité des mousses de polyuréthane.
Si le secteur de la construction veut respecter ses engagements de neutralité carbone, conformément aux objectifs internationaux de réduction de l'impact de l'humanité sur le changement climatique et la nature, de nouvelles recherches doivent se concentrer sur les approches visant à améliorer la circularité. Il est clair que le statu quo n'est plus possible.
Université de Liège (2022) Développer des mousses de polyuréthane plus durables et recyclables [En ligne] phys.org. acceptable:
Construire avec la chimie (site web) Polyuréthanes dans la construction [en ligne] Buildingwithchemistry.org. acceptable :
Gadhav, RV et al (2019) Méthodes de recyclage et d'élimination des déchets de polyuréthane : une revue de l'Open Journal of Polymer Chemistry, 9 pp. 39–51 [En ligne] scirp.org. acceptable :
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Reg Davey est un rédacteur et éditeur indépendant basé à Nottingham, au Royaume-Uni. Ses écrits pour AZoNetwork reflètent ses intérêts et domaines d'intérêt variés, notamment la microbiologie, les sciences biomédicales et les sciences de l'environnement.
David, Reginald (23 mai 2023). La mousse de polyuréthane est-elle écologique ? AZoBuild. Consulté le 22 novembre 2023 sur https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
David, Reginald : « La mousse de polyuréthane est-elle écologique ? » AZoBuild. 22 novembre 2023
David, Reginald : « La mousse de polyuréthane est-elle écologique ? » AZoBuild. https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610. (Consulté le 22 novembre 2023).
David, Reginald, 2023. Les mousses de polyuréthane sont-elles écologiques ? AZoBuild, consulté le 22 novembre 2023, https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
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Date de publication : 22 novembre 2023
