Brevet FR3153349A1 — publié le 20250328

La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un matériau de type similicuir sous forme de feuille ou de plaque. Selon l’invention, - l’on réalise une purée de pulpe et de péricarpe d’au moins un type de fruit contenant des fibres non solubles dans l’eau ; on chauffe ladite purée à une température supérieure ou égale à 70°C et inférieure ou égale à 140°C ; on ajoute en mélangeant au moins une huile végétale apte à polymériser et éventuellement au moins un polysaccharide soluble dans l’eau et apte à former un gel et/ou un émulsifiant ; on forme une couche avec ledit mélange obtenu, éventuellement sur une feuille de textile, et on déshydrate chaque face de ladite couche. L’invention concerne également le matériau obtenu et des produits contenant ce matériau. Procédé de fabrication d’un matériau de type similicuir à partir de fruits, notamment de bananes – matériau et produits associés La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un matériau de type similicuir à partir de fruits, notamment de bananes et plus particulièrement de bananes trop mûres et impropres à la commercialisation. La présente invention concerne également le matériau ainsi obtenu et les produits contenant ce matériau. Arrière-plan technologique Le cuir est un matériau polluant du fait notamment du tannage requis pour la conservation de la peau, lequel utilise des ions métalliques, notamment des ions chrome. Par ailleurs l’élevage intensif est également une source de pollution des eaux et génère d’importantes quantité de gaz à effet de serre. Il existe des matériaux de synthèse remplaçant le cuir (similicuir). Ils sont souvent issus de la pétrochimie et sont donc également polluants. Des alternatives plus écologiques au cuir ou aux matériaux de synthèse ont déjà été proposées. Ainsi, le document WO 2022/079284 A1 décrit un procédé de fabrication d’un similicuir à base de protéines végétales, notamment de gluten et de protéines de fèves auxquelles sont adjoints des tanins végétaux issus du cachou, du raisin ou du châtaignier, ainsi que du glycérol. Ce procédé utilise des matières premières transformées qui sont couteuses et ont également un impact sur l’environnement du fait de leur transformation. Un but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d’un matériau du type similicuir qui a un impact environnemental limité. Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé qui met en œuvre des matières d’origine végétale et notamment des fruits dont le degré de murissement implique qu’ils ne sont plus commercialisables. Un autre objet de la présente invention est de proposer un matériau de type similicuir qui soit hydrophobe sans nécessiter forcément l’ajout d’une couche de finition le rendant hydrophobe. Résumé de la présente invention La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un matériau de type similicuir sous forme de feuille ou de plaque, selon lequel, de manière caractéristique : - l’on réalise une purée de pulpe et de péricarpe d’au moins un type de fruit contenant des fibres non solubles dans l’eau ; éventuellement on ajoute de l’eau à ladite purée on chauffe ladite purée à une température supérieure ou égale à 70°C et inférieure ou égale à 140°C ; on ajoute, en mélangeant, au moins une huile végétale apte à polymériser et éventuellement au moins un polysaccharide soluble dans l’eau et apte à former un gel et/ou un émulsifiant ; on forme une couche avec ledit mélange obtenu, éventuellement sur une feuille de textile, et on déshydrate chaque face de ladite couche à une température supérieure ou égale à 40°C et inférieure ou égale à 150°C, éventuellement sous-vide, jusqu’à l’obtention d’une feuille/plaque solide. La température inférieure à 140°C permet d’éviter la réaction de Maillard dans le mélange. La température minimale permet de détruire les microorganismes présents et qui pourraient nuire à la durabilité du matériau. Lors du chauffage de la purée, les parois des cellules des fruits sont brisées ; elles libèrent ainsi les sucres, les minéraux et les pectines qu’elles contiennent. Durant le chauffage, les mêmes réactions que lors de la cuisson d’une confiture ont lieu. Les pectines gélifient l’eau et les composés solubles qui y sont en solution ; les sucres participent également à l’épaissement du mélange. Le polysaccharide va encore gélifier davantage le mélange si celui-ci ne contient pas assez de pectine ou d’amidon. L’huile en polymérisant va créer un réseau de polymères/oligomères insolubles dans l’eau à travers le gel aqueux et les fibres insolubles qui y sont emprisonnées. L’émulsifiant, quand il est présent, permet la bonne dispersion de l’huile végétale dans la purée ou le mélange purée et eau et favorise donc l’homogénéité du matériau final. On obtient finalement un matériau solide, non poreux, qui résiste à la traction et au déchirement du fait de la présence des fibres végétales insolubles et du polymère également insoluble formé par l’huile, et qui forme un gel solide. Avantageusement, les additifs sont ajoutés lorsque la température de la purée ou du mélange eau-purée est de 90°C. La température de déshydratation agit sur l’épaisseur du matériau final. Plus on déshydrate le gel, plus le matériau s’amincit (l’eau est évaporée) et devient hydrophobe. Néanmoins, au-delà d’une certaine déshydratation, le matériau peut devenir hygroscopique, en particulier lorsqu’il contient du glycérol en excès. La déshydratation achève la polymérisation de l’huile végétale et doit donc être mise en œuvre avec précautions de manière à obtenir une polymérisation suffisante et homogène de l’huile dans le mélange visqueux qui forme ensuite un gel, tout en retirant de l’eau de ce dernier de manière à le solidifier davantage. La température de déshydratation peut être, par exemple, supérieure ou égale à 100°C et par exemple égale à 110°C. De préférence, on déshydrate le mélange jusqu’à ce que l’épaisseur de la plaque/feuille soit au minimum égale à 35% de préférence 30% de l’épaisseur de la couche de mélange initial. Les fibres insolubles sont ou comprennent des fibres de lignine, de cellulose et d’hémicellulose. Avantageusement, ledit mélange contient en outre des pectines, de l’amidon, des sucres, du magnésium et du calcium, et éventuellement de l’éthanol et/ou de la mélanine. Les ions précités favorisent la formation de liaisons inter moléculaire entre les pectines, créant ainsi un réseau qui vient renforcer celui formé par l’huile polymérisée. Le fruit n’est pas limité selon l’invention. De préférence, il s’agit d’un fruit impropre à la consommation du fait de son murissement trop avancé. La purée peut ainsi contenir de l’éthanol et/ou de la mélanine. Avantageusement, le au moins un type de fruit est la banane dessert. Des tonnes de bananes jugées trop mûres sont en effet jetées chaque année en Europe. Le procédé de l’invention permet ainsi une utilisation à des fruits qui sont considérés comme des déchets. Le textile n’est pas limité selon l’invention. Il peut s’agir d’un tricot, d’un tissu ou d’un non-tissé. Avantageusement, ladite feuille de textile est choisie parmi les textiles de coton, les textiles de lin, de chanvre et les textiles lin et coton, lin et chanvre et coton et chanvre. Le lin ou les textiles contenant du lin sont préférés car le lin confère une plus grande résistance au déchirement au matériau de l’invention. L’huile végétale apte à polymériser n’est pas limitée selon l’invention. Il peut s’agir d’une huile qui polymérise par réaction avec l’oxygène de l’air ou d’une huile qui polymérise à chaud. En effet, le chauffage peut initier la réaction de polymérisation, laquelle va se poursuivre durant le séchage, à l’intérieur du matériau, à l’abri de l’air. L’huile végétale n’est pas limitée selon l’invention. Elle peut être choisie parmi l’huile de lin, l’huile de colza, l’huile de soja, l’huile d’olive, huile de perilla, l’huile de chia, l’huile de bois de Chine, l’huile de chanvre, l’huile de noix et leurs mélanges. De préférence, on utilise l’huile de lin qui est une huile siccative et qui peut être non alimentaire. Avantageusement, ledit polysaccharide est choisi parmi la gomme xanthane, la gomme arabique, le dextrane, le rhamsane, le succinoglycane, la gomme de guar, la gomme de fenugrec, la gomme de tara, la gomme de caroube, la gomme de casse, les carraghénanes en particulier les carraghénanes iota et leurs mélanges et/ou ledit émulsifiant est choisi parmi les polyols, notamment le mannitol, le glycérol, le sorbitol et leurs mélanges. Ces polysaccharides permettent, en présence d’eau, l’obtention d’un gel. Ils augmentent la viscosité et contribuent à l’élasticité du matériau obtenu et à son touché doux. Les carraghénanes iota permettent de plus de contrôler la synérèse du gel contenu/constituant le matériau de l’invention. Ils permettent l’obtention d’un gel souple et évitent une trop forte déshydratation ou une déshydratation trop rapide du gel. De préférence, on utilise en combinaison de la gomme de guar et de la gomme xanthane lesquelles présentent une synergie pour la formation d’un gel lorsqu’elles sont associées. De plus, la gomme xanthane permet également la formation d’un gel en milieu acide ; Avantageusement, le mélange contient également un émulsifiant, notamment un polyol, afin de bien disperser l’huile végétale polymérisable dans l’eau. Le glycérol permet de stabiliser le mélange huile/eau et d’obtenir ainsi une polymérisation homogène de l’huile De plus, la fonction alcool secondaire du glycérol peut être estérifiée par un acide gras contenu dans l’huile végétale. Il se forme alors en même temps que la polymérisation de l’huile végétale, des esters qui rendent le mélange plus homogène, en augmentent la viscosité et le rendent hydrophobe. Le glycérol ne doit pas être utilisé en trop grande quantité car il est hygroscopique et donc peut nuire à l’hydrophobicité du matériau. A titre indicatif, l’huile végétale polymérisable est introduite en une quantité telle qu’elle représente 2 à 3% en masse et de préférence 2,5% en masse du mélange de départ du procédé. Il s’agit de préférence de l’huile de lin. A titre indicatif, le glycérol est introduit en une quantité telle qu’elle représente 1,0 à 2,5% en masse et de préférence 1,5% en masse du mélange de départ utilisé dans le procédé de l’invention. A titre indicatif, la gomme xanthane est introduite en une quantité telle qu’elle représente 0,25 à 1,5% en masse et de préférence 0,75% en masse du mélange de départ du procédé. A titre indicatif, la gomme de guar est introduite en une quantité telle qu’elle représente 0,2 à 1% en masse et de préférence 0,5% en masse du mélange de départ du procédé. A titre indicatif, les carraghénanes iota sont introduits en une quantité telle qu’ils représentent de 0,1% à 0.5% en masse du mélange, et notamment 0,15%, 0,2 ou 0,3% en masse du mélange. Il va de soi que les composés qui sont contenus dans le mélange de départ et qui ne réagissent pas chimiquement sont contenus dans le simili cuir de l’invention dans des proportions massiques différentes du fait de la déshydratation du mélange de départ utilisé dans le procédé. Les composés qui ne réagissent pas chimiquement sont notamment les polysaccharides et les polyols. La présente invention concerne également un similicuir sous forme de feuille/plaque pouvant être obtenu selon le procédé de l’invention et qui comprend au moins une première couche d’un gel aqueux contenant des sucres, des fibres végétales non solubles dans l’eau et des oligomères ou polymères non solubles dans l’eau et provenant de la polymérisation d’une huile végétale et éventuellement du xanthane et/ou du galactomannane et/ou un émulsifiant choisi parmi les polyols, en particulier le glycérol, le sorbitol, le mannitol et leurs mélanges, notamment les mélanges de sorbitol et de glycérol. Les fibres insolubles dans l’eau ont par exemple une taille allant de 60µm à 10mm et de préférence de 3mm à 7mm. Les oligomères et/ou polymères provenant de l’huile végétale forment un réseau qui confère à la fois l’hydrophobicité du matériau et ses propriétés mécaniques de résistance au déchirement, à la traction et à la flexion, notamment. Le simili cuir de l’invention est non poreux. Le gel confère au matériau un aspect proche du cuir avec un certain velouté et un touché proche de celui du cuir. La surface est douce au touché et son aspect est mat avec une couleur profonde, marron plus ou moins claire. La surface est homogène sans aspérités, ni défauts. Le matériau ressemble à du cuir gras. L’épaisseur de la feuille/plaque de similicuir n’est pas limitée selon l’invention. Elle peut, par exemple, être égal ou supérieure à 0,5mm et inférieure ou égale à 3mm. Elle de préférence égale ou supérieure à 1,2mm et inférieure ou égale à 2mm et notamment égale à 1,2 mm, 1,23mm ou 1,24mm. L’épaisseur précitée du simili cuir de l’invention est obtenue avec une couche de 4mm d’épaisseur de mélange de départ. Cette feuille de similicuir peut être utilisée en maroquinerie ou pour la fabrication de chaussures ou autre. Avantageusement, la feuille ou la plaque de simili cuir de l’invention, présente une épaisseur supérieure ou égale à 1,0mm et de préférence égale à 1,2mm, 1,23mm ou 1,24 mm, un angle de contact supérieur ou égal à 90° et qui présente une résistance au déchirement mesurée selon la norme ISO 3377-2 supérieure ou égale à 50 N/m et/ou une résistance à la traction σR mesurée selon la norme ISO 3376 supérieure à 12 MPa, en particulier supérieure ou égale à 15Mpa, 17MPa ou 19Mpa. La résistance au déchirement précitée peut être inférieure ou égale à 85N/m ou 90 N/m. La résistance à la traction précitée peut être inférieure ou égale 23 MPa. Selon un mode de réalisation préféré, le similicuir de l’invention est obtenu à partir de bananes ; il contient donc, en outre, du calcium, du phosphore et du magnésium et du fer. Ainsi le similicuir de l’invention peut contenir au moins 50mg de calcium, au moins 70 mg et notamment 78mg de phosphore et au moins 10mg de magnésium pour 100g. Avantageusement, le simili cuir de l’invention comporte une couche de textile solidaire de ladite première couche et/ou une couche de finition qui recouvre ladite première couche. La couche textile est de préférence un tissu de lin ou contenant du lin. La couche de finition peut être une couche d’huile végétale, de préférence une couche d’huile polymérisant avec l’oxygène de l’air, comme l’huile de lin, qui rend le similicuir encore plus hydrophobe. Il peut également s’agir d’une couche de cire, telles que la cire de carnauba, la cire de jojoba, la cire de candelilla, la cire de riz, la cire de soja, la cire de colza, la cire de coco, la cire de palme, la cire de tournesol, la cire d’olive, la cire de jasmin, la résine de pin ou tout autre cire ou résine. Cette couche de finition permet d’augmenter l’hydrophobie de la surface du simili cuir. Elle peut lui conférer de plus un aspect brillant. Le simili cuir de l’invention peut également contenir un colorant (ajouté en même temps que les autres additifs et sous agitation), notamment un colorant alimentaire tel que le charbon actif. Il peut également contenir de la quercétine qui lui confère également une couleur noire. Le similicuir de l’invention peut être embossé du fait de la présence du gel (lequel peut être durablement déformable) et imprimé. Selon un mode de réalisation particulier, le similicuir de l’invention contient de 2,89% à 4,33% en masse de polymères/oligomères provenant de la polymérisation de l’huile. Il contient de préférence 3,6% en masse d’oligomères/polymères lesquels proviennent de préférence de l’huile de lin. Selon un mode de réalisation combinable avec le mode de réalisation précité, le similicuir de l’invention contient en pourcentage massique de 1,44% à 3,6% et de préférence 2,7% en masse de polyols(s) et en particulier de glycérol. Selon un autre mode de réalisation combinable avec les autres modes de réalisation, le simili cuir de l’invention contient en pourcentage massique de 0,79% à 4,33% de polysaccharide(s). Selon une variante, le similicuir de l’invention contient de 0,36% en masse à 2,17% en masse et de préférence 1,08% en masse de de gomme xanthane. Selon une autre variante combinable à la précédente, il contient de 0,29% en masse à 1,44% en masse de gomme de guar et en particulier 0,72% en masse de gomme de guar. Selon une autre variante combinable avec chacune de variantes précitées, le similicuir de l’invention contient de 0,14% en masse à 0,72% en masse de carraghénanes, de préférence de carraghénanes iota. En particulier, il peut contenir 0,2% en masse, 0,29% ou 0,43% en masse de carraghénanes, en particulier de carraghénanes iota. La présente invention concerne également un produit choisi parmi les chaussures, les articles de maroquinerie, en particulier les portefeuilles, les sacs, les articles de bureau, notamment les sous-mains, les articles de mobiliers en particulier les fauteuils, canapé, les panneaux muraux, les revêtements d’habitacle, de siège et de volant de véhicule automobile et les bijoux qui comporte une portion en similicuir selon l’invention. Définitions Les termes « huile végétale polymérisable » désignent tout acide gras insaturé et notamment polyinsaturé ainsi que tout mélange contenant au moins un acide gras insaturé et de préférence polyinsaturé ou constitué d’acides gras insaturés et de préférence polyinsaturés. Ainsi, l’huile végétale peut comprendre de l’acide linoléique, de l’acide alpha-linolénique, de l’acide gamma-linolénique, de l’acide dihomo-gamma-linolénique, de l’acide arachidonique, de l’acide eicosapentaénoïque ou de l’acide docosahexaénoïque ou un mélange d’au moins deux de ces acides gras polyinsaturés. Le terme « gel » désigne un solide contenant des macromolécules et/ou des polymères/oligomères formant un réseau tridimensionnel reparti dans un fluide. Le terme « feuille » désigne une plaque pouvant être roulée sur elle-même et former un rouleau. Brève description des figures La FIG. 1 représente des photographies des échantillons de similicuir selon l’invention. Description des exemples de réalisation Procédé de l’invention Préparation du mélange On mixe 2 kg de bananes mûres jugées impropres à la consommation avec leur peau. On ajoute éventuellement de l’eau afin d’obtenir un mélange homogène. Le mélange est chauffé jusqu’à une température inférieure à 100°C et supérieure à 70°C pendant 15-25 min de manière à détruire les éventuels microorganismes (bactéries et fungi, notamment) et à libérer le contenu des cellules. On obtient ainsi une purée aqueuse et visqueuse contenant des sucres (fructose notamment), des protéines, des minéraux et des fibres insolubles dans l’eau provenant notamment des peaux de bananes. Selon une première variante particulière, on laisse la purée refroidir jusqu’à la température ambiante et on la laisse éventuellement au repos durant 2-3 jours. On la chauffe ensuite à une température supérieure ou égale à 60°C et inférieure ou égale à 90°C avant de lui ajouter les additifs indiqués dans le tableau 1 ci-dessous. Selon une deuxième variante, on laisse la purée refroidir jusqu’à une température supérieure ou égale à 60°C et inférieure ou égale à 90°C et on y ajoute les additifs. Dans les deux variantes, les additifs sont ajoutés pendant que la purée est mélangée (mise sous agitation mécanique). Dans les deux variantes, il est possible de filtrer la purée avant l’ajout des additifs. Les gélifiants utilisés sont la gomme xanthane et l’agar-agar. Les plastifiants utilisés sont la gomme de guar et les carraghénanes iota. Le colorant utilisé est la poudre de charbon actif ou la quercétine. L’huile végétale polymérisable utilisée est l’huile de lin Les agents texturants et émulsifiants utilisés sont la glycérine et le sorbitol. Les agents de renforcement de l’élasticité utilisés sont le caoutchouc naturel (poly isoprène cis) et la gomme de colophane. Les textiles utilisés sont des tissus de lin et des tissus de coton. Mise en forme Le mélange obtenu à l’étape précitée est déposé sur une plaque en verre, recouverte de tissu de lin ou de coton. Ensuite, deux plaques en verre de 4 mm d’épaisseur sont déposées de part et d’autre du tissu. Une troisième plaque est utilisée pour étaler le mélange de manière à rendre la surface homogène et lisse entre les deux plaques de verre posées de part et d’autre du tissu. Le but de l’utilisation des deux plaques de verre posées de part et d’autre du tissu est de contrôler l’épaisseur de la couche de purée déposée sur le tissu. Une couche de 4 mm de purée permet d’obtenir une feuille utilisable pour la confection de chaussures, gants et articles d’habillement, notamment. Séchage La couche de purée formée est mise à l’étuve à une température supérieure ou égale à 60°C et inférieure ou égale à 80°C pendant quelques heures. Après cette première étape de déshydratation, on parvient à décoller la plaque/feuille formée entre les plaques de verre. On sèche alors la seconde face de cette plaque/feuille à une température inférieure ou égale à 60°C et supérieure ou égale à 20°C. Les plaques ainsi obtenues sont ensuite utilisées pour la caractérisation mécanique du matériau et la mesure de l’angle de contact. Caractérisation de la purée de bananes Le taux de sucres dans la purée de banane a été mesuré à l’aide d’un refractomètre de cuisine. Il est le même avant et après cuisson soit supérieur ou égal à 15% et inférieur ou égal à 20% et de préférence égal à 17% ou 19% en masse. Le tableau 1 suivant regroupe certains constituants de la banne mûre qui a été utilisé dans le procédé de l’invention. A titre de comparaison, les taux des mêmes constituants dans la banane non mûre sont également indiqués. Les pourcentages sont des pourcentages massiques. Constituants % dans la banane mûre % dans la banane non mûre Teneur en humidité (%) 75,25 ± 0,20 39,40 ± 0,39 Cendres (mg/100g) 2,07 ± 0,02 1,66 ± 0,06 Protéines (g/100g) 3,25 ± 0,20 1,75 ± 0,20 Lipides (g/100g) 2,59 ± 0,04 2,51 ± 0,32 Cellulose brute (g/100g) 2,42 ± 0,04 2,78 ± 0,02 Sucres solubles totaux (g/100g) 21,37 ± 0,31 1,12 ± 0,13 Polyphénols (mg/100g) 725,00 ± 20,41 506,25 ± 15,30 Flavonoïdes (mg/100g) 126,00 ± 20,41 131,00 ± 0,81 Vitamines C (mg/100g) 0,54 ± 0,004 0,55 ± 0,01 Phytates (mg/100g) 0,3175 ± 0,0002 0,0377 ± 0,0002 Oxalates (mg/100g) 2,77 ± 0,02 3,15 ± 0,04 Calcium (mg/100g) 52,60 ± 0,41 38,57 ± 0,40 Phosphore (mg/100g) 78,13 ± 2,55 50,00 ± 0,00 Fer (mg/100g) 1,00 ± 0,20 1,00 ± 0,20 Fructose (g/100) 11,95 ± 0,12 0,49± 0,01 Magnésium (mg/100g) 35 35 Sucres réducteurs (g/100g) 19,12 ± 0,10 0,56 ± 0,08 Sucres non réducteurs (g/100g) 21,37 ± 0,31 1,12 ± 0,13 pectines 0,7% 1,2% Fibres insolubles 0,6 %(sans le péricarpe) 2,7% amidon 2,6% 61,7 Le pH de la purée est compris entre 4 et 5 et notamment égal à 4,5. Les pectines de la banane mûres sont fortement dégradées et leur capacité à former un réseau est à remettre en question. Les bananes contiennent également de la mélanine et de l’éthanol du fait de leur fort murissement. Il s’agit de bananes de dessert en non pas de bananes à cuire ou de bananes plantain. Premier mode de réalisation : Formulation des différents mélanges Les différents mélanges préparés et utilisés pour la formation de feuille/plaque sont regroupés dans le tableau 2 suivant. Les % sont des pourcentages massiques. L’eau correspond à l’eau ajoutée à la purée pour le mélange avec les additifs et/ou pour faciliter l’homogénéisation et/ou la filtration éventuelle. Purée (%) Eau (ml/g) Glycérine (%) Huile de lin (%) Xanthane Gomme de guar(%) Carraghénane iota (%) FR 78,25 0,225 1,56 1,56 0,39 0,39 0,23 F0 78,25 0,225 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 F9 94,6 0,27 1,5 2,5 0,75 0,5 0,15% F10 94,45 0,27 2 2 0,75 0,5 0,3% F12 94,7 0,27 2 2,5 0,75 0,75 0,3% F13 94,1 0,27 2 2,5 0,75 0,5 0,15% F14 95 0,225 1,5 2,5 0,75 0,5 0,00% F18 93,5 0,27 2 2,0 0,50 2,0 0,00% F20 93,5 0,27 2,5 2,5 0,25 1,1 0,15 La FIG. 1 montre divers échantillons de similicuir selon l’invention. On constate qu’ils présentent une surface lisse et uniforme, légèrement brillante, de couleur noire (obtenue par ajout de quercétine ou de charbon actif). Caractérisation des matériaux sous forme de plaque/feuille obtenus Mesure de l’hydrophobicité : mesure de l’angle de contact La mesure de l’angle de contact avec une goutte d’eau permet de déterminer le caractère hydrophile ou hydrophobe de la surface du matériau. En effet selon la valeur de l’angle de contact, la surface peut être hydrophile, partiellement hydrophile, hydrophobe ou superhydrophobe. - Pour 0° - Pour 30° - Pour 90° - Pour 110 La mesure de l’angle de contact a été réalisée à l’aide d’un goniomètre d’angle de contact de model OCA 15EC relié à un ordinateur. A l’aide du logiciel SCA20-Software for OCA and PCA installé sur l’ordinateur, une goutte d’eau de 3μl est déposée sur la surface du matériau et après 2 secondes d’attente, une photo de la goutte est prise. L’angle est mesuré à gauche et à droite puis la moyenne est calculée selon la formule θ = (θ(gauche)+ θ(droite))/2. Pour chaque matériau, cette opération est répétée 10 fois et l’angle de contact du matériau correspond à la moyenne des 10 mesures. Tests mécaniques Résistance à la traction Le test de résistance à la traction a été effectué selon la norme ISO 3376 à l’aide de la machine d’essai de traction SHIMADZU Une éprouvette est découpée avec un emporte-pièce tels que spécifié dans la norme ISO 2419. A l’aide d’un pied à coulisse à vernier, la largeur de chaque éprouvette et la distance entre les mors de la machine de traction a été mesurée. Quant à l’épaisseur des éprouvettes, elle a été mesurée à l’aide d’une jauge d’épaisseur Mitutoyo. Une fois l’éprouvette prête, elle est fixée aux mors de la machine de traction et étirée à une vitesse spécifiée jusqu’à la rupture de l’éprouvette. La valeur de la résistance à la traction est calculée à l’aide de la formule (1) et l’allongement à la rupture à l’aide de la formule (2). Formule 1 Formule 2 Dans les formules 1 et 2, F max est la force maximale enregistrée en newtons (N), ℓ est la largeur moyenne de l’éprouvette en millimètres et e l’épaisseur moyenne de l’éprouvette en millimètre. σR représente la résistance à la traction et elle s’exprime en MPa ou en N/mm² ( 1MPa =1 N/mm²). εR est l’allongement à la rupture en %, L 0 est l’écartement initiale des mâchoires de la machine de traction en millimètre, L est l’écartement, en millimètre des mâchoires après la rupture de l’éprouvette. Au total pour chaque matériau, il faut 6 éprouvettes, trois découpées dans le sens longitudinal et trois dans le sens transversal. La résistance à la traction du matériau correspond à la moyenne de résistance à la traction des 6 éprouvettes. Résistance au déchirement Le déchirement des similicuirs végétaux a été étudié à l’aide d’une machine de traction SHIMADZU selon la norme ISO 3377-2. L’étude a consisté à découper à l’aide d’un emporte-pièce conforme aux spécifications de la norme ISO 2419 une éprouvette rectangulaire, percée d’un trou de forme spécifiée et la placée sur les extrémités orientées vers le haut d’une paire de porte-éprouvette fixé aux mâchoires de la machine de traction. La force maximale nécessaire pour déchirer l’éprouvette est enregistrée. La résistance à la déchirure est calculée selon la formule (3). Au total pour chaque matériau, il faut 6 éprouvettes, trois découpées dans le sens longitudinal et trois dans le sens transversal. Formule 3 Rd désigne la résistance à la déchirure en N/mm ; Fd désigne la force maximale nécessaire pour déchirer l’éprouvette en N et e désigne l’épaisseur de l’éprouvette en mm. Résultats Mesure de l’angle de contact Matériaux θ(°) avec une goutte d’eau Ecart-type FR 83,2 4,8 F0 53,3 13,7 F9 81,2 6,8 F10 66,7 5,3 F12 68 7 F13 79,9 7,2 F14 95,4 3,1 F18 105,2 8,7 F20 96,5 1,5 On constate au vu des résultats du tableau 3 que les matériaux F18, F14 et F20 sont les plus hydrophobes. Résultats résistance à la déchirure Epaisseur (mm) Force de déchirement (N) ISO 3377-2 Ecart-type Résistance à la déchirure (N/mm) FR 0,86 17,94 1,87 20,9 F9 1,23 57,18 5,78 46,5 F10 1,37 52,30 6,72 38,2 F12 1,54 62,66 8,61 40,7 F13 1,29 62,06 11,92 48,1 F14 1,28 61,15 9,8 49,7 F18 1,19 71,3 11,3 57,5 F20 1,01 53,53 5,19 53 On constate que le matériau final sous forme de plaque/feuille a une épaisseur moindre que la couche de composition formée. Néanmoins, toutes les feuilles/plaque présentent une épaisseur utilisable dans l’industrie du cuir. Les matériaux F14, F18 et F20 sont ceux qui répondent le plus aux attentes en termes qualitatifs et quantitatifs. En effet, ils ont un bon touché, une bonne texture, une bonne souplesse et flexion à la main et au niveau des tests quantitatifs, ils sont tous hydrophobes et présentent une résistance à la déchirure au-dessus de celle du matériau F9 utilisé comme référence. Tous ces matériaux ont des valeurs de résistance à la déchirure supérieures aux valeurs minimales exigées pour des applications de chaussures, de sacs, de gants et de vêtements Ces résultats montrent également que la résistance à la déchirure dépend du type de tissu sur lequel est déposée la couche de composition. Des tests de résistance à la déchirure sur le tissu en coton sans formulation et sur le tissu en lin sans formulation ont été réalisés. Le tissu de lin présente une résistance à la déchirure 3x supérieure à celle du tissu de coton. Le matériau de formulation F9 s’avère satisfaisant en termes de propriétés qualitatives et quantitatives. En effet, il présente une bonne texture, un bon touché, une souplesse et une flexion à main qui permettent son utilisation en maroquinerie ainsi qu’une bonne résistance à la traction. Il est également relativement hydrophobe. Des essais de résistance à la traction du matériau de formulation F9 ont été réalisés. Ils sont regroupés dans le tableau 5 ci-dessous. Eprouvette Largeur (mm) Epaisseur (mm) σR ( MPa) ISO 3376 Ecart type Sens longitudinal 1 4,2 1,14 20,89 Sens longitudinal 2 4,2 1,15 17,61 Sens longitudinal 3 4,2 1,18 9,65 Sens transversal 1 4,2 1,11 10,42 Sens transversal 2 4,2 1,11 10,19 Sens transversal 3 4,2 1,13 9,45 Moyenne 4,2 1,14 13 4,48 On constate que la valeur de la résistance à la traction du matériau de la formulation F9 est de l’ordre de 13 MPa. Cette valeur est similaire à celle de certaines marques de similicuirs végétaux commerciaux. Des tests de résistance à la traction des matériaux F14, 18 et F20 ont été réalisés comme indiqué pour le matériau F9. Les résultats sont visibles dans le tableau 6 suivant. Matériaux Epaisseur (mm) σR (MPa) ISO 3376 F14 1,24 19,9 ± 2,3 F18 1,42 6,55 F20 1,24 12,5 ± 4 F9 1,14 13 On constate que c’est le matériau de formulation F14 qui présente la plus grande résistance à la traction. Néanmoins, le matériau F20 présente également une résistance à la traction qui permet de l’utiliser dans toutes les utilisations d’un simili cuir. Second mode de réalisation D’autres formulations ont été testées. Elles sont regroupées dans les tableaux 7 et 8 ci-dessous. Le tableau 8 regroupe les additifs utilisés dans les différentes formulations. Le même protocole opératoire a été utilisé sauf pour un échantillon dont la température de séchage est explicitement mentionnée. Purée (%) Eau (ml/g) F25 93,4 0,27 F26 93,4 0,27 F27 93,1 0,27 Glycérol (%) sorbitol Huile de lin (%) Agar-agar (%) Gomme de guar (%) Colorant (%) Caoutchouc naturel (%) Gomme de colophane (%) F25 0,00 2,00 2,00 0,50 0,8 0 0,8 0,5 F26 2,00 0,00 2,00 0,50 0,8 0 0,8 0,5 F27 2,00 0,00 2,00 0,50 0,8 0,3 0,8% 0,5 Le colorant utilisé est la quercétine. Les mêmes tests de mesure de l’angle de contact et résistance à la déchirure ont été effectués. Les résultats sont regroupés dans les tableaux 9 et 10 suivants. Les mêmes protocoles ont été utilisés. Mesure de l’angle de contact Matériaux θ(°) avec une goutte d’eau Ecart-type F25 52,5 3,1 F25 (Séché à 110°C pendant 30min) 82,7 5,9 F26 49,4 3,7 F27 74,8 6,4 On constate que l’élévation de la température de séchage rend le matériau plus hydrophobe mais qu’il demeure tout de même partiellement hydrophile. Mesure de la résistance à la déchirure et épaisseur Matériau Epaisseur (mm) Force de déchirement (N) ISO 3377-2 Ecart-type Résistance à la déchirure (N/mm) F25 (Lin France) 1,2 75,5 11,84 63 F25 (Lin) 1,2 46,2 9,16 38,5 F26 ( Lin France) 1,3 70,4 7,37 54,1 F27 (Tissu en coton) 1,3 17,4 2,38 13,4 A nouveau, on constate que la résistance à la déchirure est liée au textile de sous-couche. On constate également que l’utilisation du sorbitol comme agent texturant confère une moins bonne résistance à la déchirure que la glycérine. Résultats de tests de résistance du matériau référencé FR Un test de flexion selon la norme ISO 5402-1 sens 1 trou à 30000 flexions ; sens 2 trou à 200000 flexions. Les tableaux ci-dessous recapitulent les résultats des divers tests. Résistance à la traction et pourcentage d'allongement - EN ISO 3376: 2020 résultat unité Taille Normale Atmosphère de conditionnement et d’essai 23°C (+/- 2°C) & 50% HR (+/-5%) Sens longitudinal-épaisseur 1,01 mm Sens transversal - épaisseur 1,01 mm Sens longitudinal - Résistance moyenne à la traction 5,5 N/mm² Sens transversal - Résistance moyenne à la traction 8,5 N/mm² Résistance à la traction-moyenne 7,0 N/mm² Sens longitudinal – Allongement sous une force maximum - valeur moyenne 29 % Sens transversal – Allongement sous une force maximum - valeur moyenne 24 % Allongement sous une force maximum – Valeur moyenne 27 % Flexion à sec (FlexionBALLY) - ISO 5402-1: 2017 Sens 1- flexion à sec- nombre de cycles 2000 Sens 1- flexion à sec- dégradations observées Fissures visibles à l’œil Sens 2- flexion à sec- nombre de cycles 1000 Sens 1- flexion à sec- dégradations observées Fissures visibles à l’œil Résistance à l’abrasion Martindale à sec sur tiges, doublures et premières – EN 13520 :2001/A1 :2004 Pression appliquée 12 kPa Abrasif Laine peignée abrasive Nombre de cycles à la première dégradation 10000 Nombre de cycle au premier trou >256000 Nombre total de cycles 25600 Observations finales 1ère dégradation : abrasion partielle de l'éprouvette. // à 25600 cycles : légère abrasion de la matière, noir sur l'ensemble de l'éprouvette. Pas de trou Déchirure- un seul bord- EN ISO 3377-1 : 2011 Atmosphère de conditionnement 23°C / 50%HR Epaisseur 0,80 mm Force de déchirement - Sens longitudinal (1) 6,8 N Force de déchirement - Sens longitudinal (2) 7,3 N Force de déchirement - Sens longitudinal (3) 6,5 N Moyenne longitudinal 6,9 N Force de déchirement - Sens transversal (1) 5,1 N Force de déchirement - Sens transversal (2) 4,7 N Force de déchirement - Sens transversal (3) 4,4 N Moyenne transversal 4,7 N Force de déchirement moyenne 5,8 N Procédé de fabrication d’un matériau de type similicuir sous forme de feuille ou de plaque, caractérisé en ce que : - l’on réalise une purée de pulpe et de péricarpe d’au moins un type de fruit contenant des fibres non solubles dans l’eau ; - éventuellement on ajoute de l’eau à ladite purée - on chauffe ladite purée à une température supérieure ou égale à 70°C et inférieure ou égale à 140°C ; - on ajoute en mélangeant au moins une huile végétale apte à polymériser et éventuellement au moins un polysaccharide soluble dans l’eau et apte à former un gel et/ou un émulsifiant ; - on forme une couche avec ledit mélange obtenu, éventuellement sur une feuille de textile, et - on déshydrate chaque face de ladite couche à une température supérieure ou égale à 40°C et inférieure ou égale à 150°C jusqu’à l’obtention d’une feuille/plaque solide. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite purée contient en outre des pectines, de l’amidon, des sucres, du magnésium et du calcium et éventuellement de l’éthanol et/ou de de la mélanine. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le au moins un type de fruit est la banane dessert. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite feuille de textile est choisie parmi les textiles de coton, les textiles de lin, les textiles de chanvre, les textiles lin et coton, lin et chanvre et coton et chanvre. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite huile végétale apte à polymériser est choisie parmi l’huile de lin, l’huile de colza, l’huile de soja, l’huile d’olive, huile de perilla, l’huile de chia, l’huile de bois de Chine, l’huile de chanvre, l’huile de noix et leurs mélanges. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit polysaccharide est choisi parmi la gomme xanthane, la gomme arabique, le dextrane, le rhamsane, le succinoglycane, la gomme de guar, la gomme de fenugrec, la gomme de tara, la gomme de caroube, la gomme de casse et les carraghénanes en particulier les carraghénanes iota et leurs mélanges et/ou en ce que ledit émulsifiant est choisi parmi les polyols, notamment le mannitol, le glycérol, le sorbitol et leurs mélanges. Similicuir sous forme de feuille/plaque pouvant être obtenu selon le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une première couche d’un gel aqueux qui contient des sucres, des fibres végétales non solubles dans l’eau et des oligomères ou polymères non solubles dans l’eau et provenant de la polymérisation d’une huile végétale et éventuellement du xanthane et/ou du galactomannane et/ou un émulsifiant choisi parmi les polyols, en particulier glycérol, le sorbitol, le mannitol et leurs mélanges. Simili cuir selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il présente une épaisseur supérieure ou égale à 1,0mm de préférence égale à 1,2mm, en particulier égale à 1,23 ou 1,24 mm, un angle de contact supérieur ou égal à 90° et une résistance au déchirement mesurée selon la norme ISO 3377-2 supérieure ou égale à 50 N/m et/ou une résistance à la traction σR mesurée selon la norme ISO 3376 supérieure à 12 MPa, en particulier supérieure ou égale à 15MPa, 17MPa ou 19MPa. Simili cuir selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu’il comporte une couche de textile sur laquelle est disposée ladite première couche et/ou une couche de finition qui recouvre la surface libre de ladite première couche. Produit choisi parmi les chaussures, les articles de maroquinerie, en particulier les portefeuilles, les sacs, les articles de bureau, notamment les sous-mains, les articles de mobiliers en particulier les fauteuils, canapé, les panneaux muraux, les revêtements d’habitacle, de siège et de volant de véhicule automobile et les bijoux, caractérisé en ce qu’il comporte une portion en similicuir selon l’une quelconque des revendications7 à 9.