Valorisation des déchets d'orange en supports poreux pour matériaux à changement de phase organiques

Cette thèse étudie la valorisation de la biomasse résiduelle issue des déchets d'orange en aérogels et cryogels, ainsi que leurs performances en tant que supports de matériaux organiques à changement de phase (PCM). Les PCM peuvent stocker et libérer de l'énergie thermique à des températures quasi constantes lors des transitions de phase, généralement solide-liquide, ce qui les rend adaptés aux applications de régulation thermique passive. Des suspensions aqueuses ont été préparées à partir de la biomasse residuelle entières et fractionnées (écorces, pulpe et bagasse), soumis à un prétraitement à l'acide citrique. Celui-ci favorise l'extraction et la solubilisation de la pectine à la phase liquide, ainsi que le gonflement et la fibrillation de la fraction insoluble. La stabilité cinétique des suspensions a été ajustée en modifiant les paramètres de préparation (par exemple, lavage ou non-lavage, teneur en biomasse et en acide citrique), ce qui a permis de produire des matériaux poreux 3D homogènes par différentes voies de traitement. Les aérogels ont été obtenus par séparation de phases induite par non-solvant (éthanol ou acétone), suivie d'un séchage au dioxyde de carbone supercritique, tandis que les cryogels ont été préparés par congélation de la suspension puis lyophilisation. Des billes d'aérogel ont également été produites par gouttage de la suspension de biomasse dans l'éthanol avant séchage supercritique. Les matériaux poreux obtenus présentent des morphologies, des propriétés texturales et mécaniques, des conductivités thermiques et des taux de biodégradation dans l'eau de mer variés. Deux PCM organiques, le polyéthylène glycol et l'huile de coco, ont été incorporés par imprégnation par fusion sous vide afin d'assurer leur stabilisation dimensionnelle. Les composites à changement de phase ainsi élaborés ont été caractérisés quant à leur comportement thermique et leur résistance aux fuites au-dessus de la température de fusion des PCM, montrant que la morphologie des matériaux poreux et leur compatibilité avec les PCM exercent une influence déterminante sur leurs performances en tant que supports des PCM.