[en] Today, it is essential to consider the environmental impact when choosing materials, and therefore it is necessary to find environmentally friendly alternatives to petroleum-based foams. In this study, biobased aerogels were synthesized by freeze-drying of ammonium alginate biopolymer. It was then decided to create a hybrid aerogel by adding clay and additives of natural origin, respectively, montmorillonite and tannic acid. These additives improved both the fire resistance and mechanical properties of the material. To further optimize the mechanical properties, it was decided in this project, on the one hand, to add glutaraldehyde (GTA) as a cross-linking agent, and on the other hand, to study the aerogels according to different structural orientations (radial or longitudinal/unidirectional) controlled during the gel freezing process. Once the different aerogels were created, they were characterized using different techniques, such as compression test, calorimetric cone, pycnometer, SEM microscopic analysis, FTIR infrared spectroscopy and TGA thermogravimetric analysis. It was observed that the aerogels with unidirectional structure presented superior mechanical properties (3.8 times higher) as compared to previous works carried out with aerogels with radial structure, due to their longitudinal orientation to the direction of application of the forces during the test. It was also observed that in terms of mechanical properties, the in-situ cross-linking method showed a 13- fold increase as compared to the samples without cross-linking, which demonstrated the effectiveness which led to conclude on the efficiency and high degree of cross-linking due to a homogeneous cross-linking on the whole volume of the aerogel. However, the addition of organic molecules of GTA induced a higher flammability of the aerogels, with the appearance of flames during the first 10 seconds of combustion and with a 3 times higher peak heat release for an in-situ cross-linked aerogel, as compared to an aerogel without cross-linking for which no flame developed during the test.

[fr] Aujourd'hui, il est essentiel de prendre en compte l'impact environnemental lors du choix des matériaux, et c'est pourquoi il est nécessaire de trouver des alternatives écologiques aux mousses à base de pétrole. Dans cette étude, des aérogels biosourcés ont été synthétisés par lyophilisation à partir du biopolymère alginate d'ammonium. Il a été décidé ensuite de créer un aérogel hybride en ajoutant de l'argile et des additifs d'origines naturelles, respectivement, la montmorillonite et l'acide tannique. Ces derniers ont permis d'améliorer autant les propriétés thermiques et de résistance au feu que les propriétés mécaniques du matériau. Pour optimiser davantage les propriétés mécaniques, il a été décidé dans ce projet, d'une part, d'ajouter le glutaraldéhyde (GTA) comme un agent de réticulation, et d'autre part d'étudier les aérogels selon différentes orientations structurales (radiale ou longitudinale/unidirectionnelle) contrôlées lors du processus de congélation du gel. Une fois les différents aérogels créés, ils ont été caractérisés à l'aide de différentes techniques, tels que l'essai de compression, le cône calorimétrique, le pycnomètre, l'analyse microscopique MEB, la spectroscopie infrarouge FTIR, l'analyse thermogravimétrique TGA. Il a été observé que les aérogels à structure unidirectionnelle, présentaient des propriétés mécaniques supérieures (3.8 fois supérieures) par rapport aux travaux précédents réalisés avec des aérogels à structure radiale, du fait de leur orientation longitudinale à la direction d'application des forces lors du test. Il a également été observé qu'en termes de propriétés mécaniques, la méthode de réticulation in-situ a montré une augmentation 13 fois plus importante par rapport aux échantillons sans réticulation, ce qui a permis de conclure sur l'efficacité et le haut degré de réticulation suite à une réticulation homogène sur tout le volume de l'aerogel. Cependant, l'ajout de molécules organiques de GTA a induit à une inflammabilité plus importante des aérogels, avec l'apparition de flammes au cours des 10 premières secondes de la combustion et avec un pic de libération de chaleur de 67,4 kW/m2 , soit 3 fois plus élevé pour un aérogel réticulé in-situ, en comparaison avec un aérogel sans réticulation pour lequel aucune flamme ne s'est développé au cours du test.