POlymer membranes for personal thermal COmfort MAnagement (POCOMA)

Membranes polymères pour la gestion du confort thermique personnel (POCOMA) Cette thèse de doctorat est axée sur le développement de membranes nanofibreuses électrofilées conçues pour améliorer le confort thermique personnel par le contrôle passif du rayonnement thermique. Étant donné que le rayonnement représente près de 50 % des pertes de chaleur du corps, le contrôle du rayonnement thermique offre une solution efficace et sans énergie pour maintenir l'équilibre thermique. L'objectif principal de ce travail était de concevoir et de fabriquer des membranes capables soit de réfléchir, soit d'absorber le rayonnement thermique, permettant respectivement le chauffage radiatif ou le refroidissement radiatif. Un aspect distinctif de ce travail est l'examen des effets du diamètre des nanofibres et de la concentration en particules sur les propriétés optiques et thermiques des membranes électrofilées.Pour les membranes réfléchissantes au rayonnement, des nanofibres de polyacrylonitrile (PAN) incorporant des particules d'argent (Ag) ou d'oxyde de zinc (ZnO) ont été électrofilées. Il a été démontré que les particules de ZnO pouvaient être incorporées avec succès jusqu'à 70 % en poids de PAN dans des nanofibres fines (510±64 nm) et grossières (643±59 nm), tandis que les particules d'Ag pouvaient être incorporées jusqu'à 50 % en poids dans des nanofibres fines et 40 % dans des nanofibres grossières. Les résultats ont révélé que les membranes contenant des particules d'Ag présentaient une réflectance au rayonnement thermique nettement supérieure à celles contenant du ZnO. Des concentrations plus élevées d'Ag et de ZnO ont conduit à une amélioration de la réflexion du rayonnement. De plus, les nanofibres grossières ont montré une réflectance plus élevée que les plus fines à la même concentration en particules, soulignant l'influence du diamètre des nanofibres.Pour les membranes absorbantes au rayonnement, des nanofibres de polyfluorure de vinylidène (PVDF) incorporant des particules de dioxyde de silicium (SiO2) ont été électrofilées. Un autre aspect distinctif de ce travail est l'optimisation des conditions d'électrofilage du PVDF en utilisant la méthodologie de surface de réponse (RSM) avec un plan de Doehlert. Les nanofibres de PVDF pur et celles chargées de SiO2 ont toutes deux démontré la capacité d'absorber le rayonnement thermique, confirmant leur potentiel pour le refroidissement radiatif. L'augmentation de la concentration en SiO2 a renforcé cette capacité d'absorption.Dans l'ensemble, ces membranes constituent des couches textiles légères, minces, flexibles et respirantes, pouvant être intégrées aux vêtements conventionnels afin d'améliorer le confort thermique personnel.