Date de rapport 14-09-2021

Le projet TEXACOV a pour objectif de développer un textile dépolluant qui permette de dégrader les produits contaminant vos pièces de vie. La démarche proposée consiste à activer le textile en y intégrant des matériaux qui peuvent dégrader, par effet photocatalytique, les composés organiques volatils (COV), comme le formaldéhyde, présents dans l’air intérieur. Le dioxyde de titane (TiO2) est le matériau qui a été le plus largement utilisé pour la dégradation photocatalytique de polluants. Néanmoins, celui-ci n’est efficace que sous lumière ultraviolet (UV), ce qui limite ses possibilités d’application. Afin de développer un produit qui puisse également opérer simplement à la lumière visible, et donc y compris en intérieur sous un éclairage artificiel, on se propose dans ce projet de modifier ce TiO2. La stratégie de développement a suivi en parallèle plusieurs axes dont l’imbrication, rendue possible par une collaboration transfrontalière dynamique, doit permettre l’obtention d’un produit efficace : -développement de particules photoactives dans le visible (Materia Nova) -développement d’un intermédiaire de fixation des particules sur le textile et formulation des solutions d’imprégnation du textile (Kulak) -mise au point du procédé de fonctionnalisation du textile (HEI-Junia) et du prétraitement de surface des tissus (Materia Nova) -test de l’efficacité des particules seules (Materia Nova) et des textiles modifiés en milieu représentatif (Junia) -évaluation de la performance environnementale des systèmes développés par l’analyse de cycle de vie (Materia Nova et HEI-Junia) Dans un premier temps, une étude bibliographique réalisée conjointement par les trois opérateurs du projet (Materia Nova, HEI-Junia et Kulak) a permis de sélectionner des matériaux prometteurs en termes d’activité photocatalytique dans le visible, obtenus par dopage des particules de TiO2 avec différents éléments chimiques comme le palladium, l’argent ou encore l’azote. Les chercheurs de Materia Nova ont ainsi entrepris d’obtenir de telles particules par plusieurs voies expérimentales distinctes, en phase liquide (procédés sol-gel ou hydrothermal) ou en phase gaz (dépôt physique par PVD ou implantation ionique). L’activité photocatalytique des nanoparticules synthétisées a été évaluée par des tests de dégradation du bleu de méthylène en solution, sous irradiation UV et visible. Parallèlement, l’opérateur Kulak a mis au point l’extraction de cellulose nanocristalline (CNC) par hydrolyse acide de fibres de coton et la préparation de dispersions aqueuses de CNC et de particules de TiO2 (dopées ou non, fournies par Materia Nova) pouvant être utilisées pour l’imprégnation de textiles par foulardage par HEI-Junia. Enfin, des essais de fonctionnalisation de textiles (coton, polyester…) par les formulations mises au point par les trois opérateurs ont été réalisés par les chercheurs spécialistes du textile de HEI-Junia. Des procédés de prétraitement des textiles avant foulardage, par modification de surface à l’aide de plasmas, ont été dans certains cas appliqués par Materia Nova ou par voie chimique par HEI-Junia. Par ailleurs, un banc de tests pour la qualification des performances dépolluantes des matériaux a été mis au point chez l’opérateur HEI-Junia. Ce dispositif permet la quantification de l’activité photocatalytique des échantillons induite par un système d’éclairage (UV et/ou visible) grâce au suivi en temps réel des concentrations en polluant gazeux (toluène). Des tests sur des échantillons de textiles fonctionnalisés préparés avec le concours de de l'ensemble des opérateurs ont été réalisés. En outre, afin de valider la pertinence environnementale de ces textiles dépolluants et d’en quantifier les bénéfices supposés, une étude d’analyse de cycle de vie (ACV) a été conduite tout au long du projet. Pilotée par Materia Nova et menée en collaboration avec HEI-Junia, cette étude ACV a permis de vérifier que les bénéfices espérés en termes de santé humaine pour ce projet ne seraient pas contrebalancés par des effets environnementaux adverses (également sur la santé, mais aussi en termes par exemple de changement climatique ou de consommation de ressources non renouvelables) induits par la mise en œuvre de la solution (la question du risque de relargage de nanoparticules de TiO2, notamment, a été prise en considération). Le travail de modélisation et de calcul d’impacts environnementaux, réalisé grâce au concours des équipes scientifiques des trois opérateurs, a également permis de dégager des pistes d’écoconception, notamment en privilégiant certains éléments dopants plutôt que d’autres. Les travaux de recherche et résultats du projet TEXACOV ont donné lieu à des communications scientifiques dans de nombreux congrès, séminaires, ou journées scientifiques (avniR 2018, Atmos'Fair 2018, SPSAS on Colloids, AutoOrg, ACIT 2019, AUTEX 2018 et 2019, LCIC 2020...), contribuant ainsi à donner une bonne visibilité au programme de coopération Interreg France-Wallonie-Vlaanderen. Lors de la majorité de ces rendez-vous, au moins deux opérateurs sont associés pour présenter le projet par posters ou par communication orale. Des synergies avec d'autres projets ont pu être mises en place, facilitant des échanges d'informations, de compétences scientifiques et techniques, et l'organisation d'évènements communs (Workshops COV 2017, 2018 et 2019). On peut citer les projets du portefeuille GoToS3 (DepollutAir, Luminoptex, Duratex et Biocompal) et le projet Interreg ET'Air. Des visites réciproques ont eu lieu avec l'Université de Haute-Alsace à Mulhouse pour échanger nos savoir-faire dans l'espoir de développer ensemble une collaboration fructueuse dans des thématiques liées au projet Texacov. D'autre part, nous avons eu des contacts avec plusieurs entreprises intéressées par la thématique du projet. En plus de CONCORDIA, DECATHLON et LENZING avec lesquelles nous avons des échanges réguliers depuis un certain temps et qui nous ont fourni des échantillons de leur textile, nous avons également rencontré les entreprises françaises LR-VISION et VIOSNE-CHIMIE actives dans le développement de matériaux photocatalytiques à base de ZnO. D'autres entreprises ont aussi été sensibilisées, on peut citer : Octopus-Lab (Lille), IMCD France SAS (Saint-Denis), Bonduelle (Lille), Manetco (Bruxelles), Air-Label (Bruxelles), Airwatec (Verviers) et Desotec (Roulers). Un site internet (http://www.texacov.eu) servant d'outil de gestion et de communication du projet a été mis en ligne dans les deux langues (Fr/Nl).