Étude des émissions de composés organiques volatils de panneaux de bois de chêne (Quercus robur L.) issus de procédés de cuisson-compression : impact de l'eau

Industrial processes for the transformation of large-scale agricultural production generate large quantities of by-products that can very often be used as sources of value-added molecules or in the field of materials. In addition, current policies on sustainable development are based on three main principles: respect for the environment and people, reduction of waste and pollutants, and partial or total replacement of petrochemical derivatives by renewable resources. Biomass recovery is driven by two major challenges: the plastics industry is facing a decrease in oil resources and a growing public awareness of the impact of plastics on the environment; and agricultural waste represents the largest amount of waste produced in France. A part of this waste is used as a source of energy for the agricultural exploitation, in animal feed or in the manufacture of paper and particle boards. In this context, materials derived from biomass not only have the advantage of offering a new outlet for agriculture in the management of its by-products but also have many other advantages: use of renewable resources, reduction of carbon dioxide emissions, most often biodegradable and / or compostable, etc. The materials thus elaborated must not only present mechanical properties comparable to those of petrochemical materials but also a harmlessness towards the users. This research work presents the development of binderless panels produced by a cookingcompression process, using oak co-products from the barrel industry. The impact of thermocompression conditions on VOC emissions is studied, in order to identify and quantify the VOCs emitted by the binderless panels, and to select some VOCs for the study of the impact of water on panel emissions, which was done by varying the moisture content of the raw material before the cooking-compression process. The temperature and time of the cooking-compression process were studied over the ranges 129- 220 °C and 1-11 min. An independent increase in these two parameters resulted in increased emissions of VOCs, acetic acid, furfural or formaldehyde, among others, which was related to the thermal degradation of the raw material components (hemicelluloses, lignin and cellulose). An increase in the temperature of the thermocompaction process also resulted in panels with better mechanical strength (modulus of rupture and modulus of elasticity). Increasing the temperature and pressing time improved the dimensional stability of the panels without binders (water absorption and thickness swelling after immersion in water) and water resistance (contact angle). The moisture content of the raw material was varied between 3.7% and 25.6%, which impacted VOC emissions with an increase in emissions for some compounds (formaldehyde, acetaldehyde and furfural). The binderless boards with the best mechanical characteristics are those made from the intermediate humidities of the raw material. On the other hand, the most dimensionally stable and water resistant panels are those that were formed at the highest humidity. This thesis work has thus provided new insights into the emissions of binderless panels made from oak. The impact of the cooking-compression conditions on the emissions of the panels and on their various characteristics was highlighted. Finally, this work is the first published on the impact of water on VOC emissions.Les procédés industriels de transformation des grandes productions végétales génèrent des quantités importantes de sous-produits qui peuvent très souvent trouver une valorisation en tant que sources de molécules à valeur ajoutée ou dans le domaine des matériaux. De plus, les politiques actuelles en matière de développement durable se basent sur trois grands principes : le respect de l'environnement et des hommes, la réduction des déchets et des matières polluantes et le remplacement partiel ou total des dérivés pétrochimiques par des ressources renouvelables. La valorisation de la biomasse est portée par deux défis majeurs : l'industrie des matières plastiques doit faire face à une diminution des ressources pétrolières et à une prise de conscience des populations de l'impact des matériaux plastiques sur l'environnement ; et les déchets provenant de l'agriculture représentent la plus grande part des déchets produits en France. Une partie de ces déchets est valorisée comme source d'énergie pour l'exploitation agricole, dans l'alimentation animale ou dans la fabrication de papier et de panneaux de particules. Dans ce contexte, les matériaux issus de la biomasse, ont non seulement l'avantage d'offrir un nouveau débouché pour l'agriculture dans la gestion de ses coproduits mais présentent aussi de nombreux autres atouts : utilisation de ressources renouvelables, diminution des rejets de gaz carbonique, le plus souvent biodégradables et/ou compostables, etc. Les matériaux ainsi élaborés doivent non seulement présenter des propriétés mécaniques comparables à celles des matériaux pétrochimiques mais également une innocuité vis-à-vis des utilisateurs. Ces travaux de thèse présentent l’élaboration de panneaux sans liant produits suite à un procédé de cuisson-compression, à partir de coproduits de chêne issus de l’industrie des tonneaux. L’impact des conditions de thermo-compression sur les émissions de COV est étudié, afin d’une part d’identifier et de quantifier les COV émis par les panneaux sans liant ; et d’autre part de sélectionner certains COV, pour l’étude de l’impact de l’eau sur les émissions des panneaux, ce qui a été effectué en modifiant la teneur en eau de la matière première avant le procédé de cuisson-compression. La température et le temps du procédé de cuisson-compression ont été étudiés sur des plages 129-220 °C et 1-11 min. Une augmentation indépendante de ces deux paramètres s’est traduite par une augmentation des émissions de COVT, d’acide acétique, de furfural ou de formaldéhyde notamment, ce qui a été relié à la dégradation thermique des composants de la matière première (hémicelluloses, lignine et cellulose). Une augmentation de la température du procédé de thermo-compresion a également permis d’obtenir des panneaux avec une meilleure résistance mécanique (module de rupture et module d’élasticité). Une augmentation de la température et du temps de pressage a permis d’améliorer la stabilité dimensionnelle des panneaux sans liant (prise de masse et prise en épaisseur suite à l’immersion dans l’eau) et résistance à l’eau (angle de contact). L’humidité de la matière première a été variée entre 3,7 % et 25,6 %, ce qui a impacté les émissions de COV avec une augmentation des émissions pour certains composés (formaldéhyde, acétaldéhyde et furfural). Les panneaux présentant les meilleures caractéristiques mécaniques sont ceux élaborés à partir des teneurs en eau intermédiaires de la matière première. En revanche, les panneaux les plus stables dimensionnellement et résistants à l’eau sont ceux qui ont été mis en forme à l’humidité la plus élevée. Ces travaux de thèse ont ainsi permis d’apporter de nouvelles connaissances quant aux émissions de panneaux sans liant élaborés à partir de chêne. L’impact des conditions de cuisson-compression sur les émissions des panneaux et sur leurs diverses caractéristiques a été mis en évidence. Enfin, ces travaux sont les premiers publiés sur l’impact de l’eau sur les émissions de COV

Investigation of volatile organic compound emissions from oak (Quercus robur L.) wood panels produced by cooking-compression processes : impact of water

Les procédés industriels de transformation des grandes productions végétales génèrent des quantités importantes de sous-produits qui peuvent très souvent trouver une valorisation en tant que sources de molécules à valeur ajoutée ou dans le domaine des matériaux. De plus, les politiques actuelles en matière de développement durable se basent sur trois grands principes : le respect de l'environnement et des hommes, la réduction des déchets et des matières polluantes et le remplacement partiel ou total des dérivés pétrochimiques par des ressources renouvelables. La valorisation de la biomasse est portée par deux défis majeurs : l'industrie des matières plastiques doit faire face à une diminution des ressources pétrolières et à une prise de conscience des populations de l'impact des matériaux plastiques sur l'environnement ; et les déchets provenant de l'agriculture représentent la plus grande part des déchets produits en France. Une partie de ces déchets est valorisée comme source d'énergie pour l'exploitation agricole, dans l'alimentation animale ou dans la fabrication de papier et de panneaux de particules. Dans ce contexte, les matériaux issus de la biomasse, ont non seulement l'avantage d'offrir un nouveau débouché pour l'agriculture dans la gestion de ses coproduits mais présentent aussi de nombreux autres atouts : utilisation de ressources renouvelables, diminution des rejets de gaz carbonique, le plus souvent biodégradables et/ou compostables, etc. Les matériaux ainsi élaborés doivent non seulement présenter des propriétés mécaniques comparables à celles des matériaux pétrochimiques mais également une innocuité vis-à-vis des utilisateurs. Ces travaux de thèse présentent l’élaboration de panneaux sans liant produits suite à un procédé de cuisson-compression, à partir de coproduits de chêne issus de l’industrie des tonneaux. L’impact des conditions de thermo-compression sur les émissions de COV est étudié, afin d’une part d’identifier et de quantifier les COV émis par les panneaux sans liant ; et d’autre part de sélectionner certains COV, pour l’étude de l’impact de l’eau sur les émissions des panneaux, ce qui a été effectué en modifiant la teneur en eau de la matière première avant le procédé de cuisson-compression. La température et le temps du procédé de cuisson-compression ont été étudiés sur des plages 129-220 °C et 1-11 min. Une augmentation indépendante de ces deux paramètres s’est traduite par une augmentation des émissions de COVT, d’acide acétique, de furfural ou de formaldéhyde notamment, ce qui a été relié à la dégradation thermique des composants de la matière première (hémicelluloses, lignine et cellulose). Une augmentation de la température du procédé de thermo-compresion a également permis d’obtenir des panneaux avec une meilleure résistance mécanique (module de rupture et module d’élasticité). Une augmentation de la température et du temps de pressage a permis d’améliorer la stabilité dimensionnelle des panneaux sans liant (prise de masse et prise en épaisseur suite à l’immersion dans l’eau) et résistance à l’eau (angle de contact). L’humidité de la matière première a été variée entre 3,7 % et 25,6 %, ce qui a impacté les émissions de COV avec une augmentation des émissions pour certains composés (formaldéhyde, acétaldéhyde et furfural). Les panneaux présentant les meilleures caractéristiques mécaniques sont ceux élaborés à partir des teneurs en eau intermédiaires de la matière première. En revanche, les panneaux les plus stables dimensionnellement et résistants à l’eau sont ceux qui ont été mis en forme à l’humidité la plus élevée. Ces travaux de thèse ont ainsi permis d’apporter de nouvelles connaissances quant aux émissions de panneaux sans liant élaborés à partir de chêne. L’impact des conditions de cuisson-compression sur les émissions des panneaux et sur leurs diverses caractéristiques a été mis en évidence. Enfin, ces travaux sont les premiers publiés sur l’impact de l’eau sur les émissions de COV.Industrial processes for the transformation of large-scale agricultural production generate large quantities of by-products that can very often be used as sources of value-added molecules or in the field of materials. In addition, current policies on sustainable development are based on three main principles: respect for the environment and people, reduction of waste and pollutants, and partial or total replacement of petrochemical derivatives by renewable resources. Biomass recovery is driven by two major challenges: the plastics industry is facing a decrease in oil resources and a growing public awareness of the impact of plastics on the environment; and agricultural waste represents the largest amount of waste produced in France. A part of this waste is used as a source of energy for the agricultural exploitation, in animal feed or in the manufacture of paper and particle boards. In this context, materials derived from biomass not only have the advantage of offering a new outlet for agriculture in the management of its by-products but also have many other advantages: use of renewable resources, reduction of carbon dioxide emissions, most often biodegradable and / or compostable, etc. The materials thus elaborated must not only present mechanical properties comparable to those of petrochemical materials but also a harmlessness towards the users. This research work presents the development of binderless panels produced by a cookingcompression process, using oak co-products from the barrel industry. The impact of thermocompression conditions on VOC emissions is studied, in order to identify and quantify the VOCs emitted by the binderless panels, and to select some VOCs for the study of the impact of water on panel emissions, which was done by varying the moisture content of the raw material before the cooking-compression process. The temperature and time of the cooking-compression process were studied over the ranges 129- 220 °C and 1-11 min. An independent increase in these two parameters resulted in increased emissions of VOCs, acetic acid, furfural or formaldehyde, among others, which was related to the thermal degradation of the raw material components (hemicelluloses, lignin and cellulose). An increase in the temperature of the thermocompaction process also resulted in panels with better mechanical strength (modulus of rupture and modulus of elasticity). Increasing the temperature and pressing time improved the dimensional stability of the panels without binders (water absorption and thickness swelling after immersion in water) and water resistance (contact angle). The moisture content of the raw material was varied between 3.7% and 25.6%, which impacted VOC emissions with an increase in emissions for some compounds (formaldehyde, acetaldehyde and furfural). The binderless boards with the best mechanical characteristics are those made from the intermediate humidities of the raw material. On the other hand, the most dimensionally stable and water resistant panels are those that were formed at the highest humidity. This thesis work has thus provided new insights into the emissions of binderless panels made from oak. The impact of the cooking-compression conditions on the emissions of the panels and on their various characteristics was highlighted. Finally, this work is the first published on the impact of water on VOC emissions

Étude des émissions de composés organiques volatils de panneaux de bois de chêne (Quercus robur L.) issus de procédés de cuisson-compression : impact de l'eau

Industrial processes for the transformation of large-scale agricultural production generate large quantities of by-products that can very often be used as sources of value-added molecules or in the field of materials. In addition, current policies on sustainable development are based on three main principles: respect for the environment and people, reduction of waste and pollutants, and partial or total replacement of petrochemical derivatives by renewable resources. Biomass recovery is driven by two major challenges: the plastics industry is facing a decrease in oil resources and a growing public awareness of the impact of plastics on the environment; and agricultural waste represents the largest amount of waste produced in France. A part of this waste is used as a source of energy for the agricultural exploitation, in animal feed or in the manufacture of paper and particle boards. In this context, materials derived from biomass not only have the advantage of offering a new outlet for agriculture in the management of its by-products but also have many other advantages: use of renewable resources, reduction of carbon dioxide emissions, most often biodegradable and / or compostable, etc. The materials thus elaborated must not only present mechanical properties comparable to those of petrochemical materials but also a harmlessness towards the users. This research work presents the development of binderless panels produced by a cookingcompression process, using oak co-products from the barrel industry. The impact of thermocompression conditions on VOC emissions is studied, in order to identify and quantify the VOCs emitted by the binderless panels, and to select some VOCs for the study of the impact of water on panel emissions, which was done by varying the moisture content of the raw material before the cooking-compression process. The temperature and time of the cooking-compression process were studied over the ranges 129- 220 °C and 1-11 min. An independent increase in these two parameters resulted in increased emissions of VOCs, acetic acid, furfural or formaldehyde, among others, which was related to the thermal degradation of the raw material components (hemicelluloses, lignin and cellulose). An increase in the temperature of the thermocompaction process also resulted in panels with better mechanical strength (modulus of rupture and modulus of elasticity). Increasing the temperature and pressing time improved the dimensional stability of the panels without binders (water absorption and thickness swelling after immersion in water) and water resistance (contact angle). The moisture content of the raw material was varied between 3.7% and 25.6%, which impacted VOC emissions with an increase in emissions for some compounds (formaldehyde, acetaldehyde and furfural). The binderless boards with the best mechanical characteristics are those made from the intermediate humidities of the raw material. On the other hand, the most dimensionally stable and water resistant panels are those that were formed at the highest humidity. This thesis work has thus provided new insights into the emissions of binderless panels made from oak. The impact of the cooking-compression conditions on the emissions of the panels and on their various characteristics was highlighted. Finally, this work is the first published on the impact of water on VOC emissions.Les procédés industriels de transformation des grandes productions végétales génèrent des quantités importantes de sous-produits qui peuvent très souvent trouver une valorisation en tant que sources de molécules à valeur ajoutée ou dans le domaine des matériaux. De plus, les politiques actuelles en matière de développement durable se basent sur trois grands principes : le respect de l'environnement et des hommes, la réduction des déchets et des matières polluantes et le remplacement partiel ou total des dérivés pétrochimiques par des ressources renouvelables. La valorisation de la biomasse est portée par deux défis majeurs : l'industrie des matières plastiques doit faire face à une diminution des ressources pétrolières et à une prise de conscience des populations de l'impact des matériaux plastiques sur l'environnement ; et les déchets provenant de l'agriculture représentent la plus grande part des déchets produits en France. Une partie de ces déchets est valorisée comme source d'énergie pour l'exploitation agricole, dans l'alimentation animale ou dans la fabrication de papier et de panneaux de particules. Dans ce contexte, les matériaux issus de la biomasse, ont non seulement l'avantage d'offrir un nouveau débouché pour l'agriculture dans la gestion de ses coproduits mais présentent aussi de nombreux autres atouts : utilisation de ressources renouvelables, diminution des rejets de gaz carbonique, le plus souvent biodégradables et/ou compostables, etc. Les matériaux ainsi élaborés doivent non seulement présenter des propriétés mécaniques comparables à celles des matériaux pétrochimiques mais également une innocuité vis-à-vis des utilisateurs. Ces travaux de thèse présentent l’élaboration de panneaux sans liant produits suite à un procédé de cuisson-compression, à partir de coproduits de chêne issus de l’industrie des tonneaux. L’impact des conditions de thermo-compression sur les émissions de COV est étudié, afin d’une part d’identifier et de quantifier les COV émis par les panneaux sans liant ; et d’autre part de sélectionner certains COV, pour l’étude de l’impact de l’eau sur les émissions des panneaux, ce qui a été effectué en modifiant la teneur en eau de la matière première avant le procédé de cuisson-compression. La température et le temps du procédé de cuisson-compression ont été étudiés sur des plages 129-220 °C et 1-11 min. Une augmentation indépendante de ces deux paramètres s’est traduite par une augmentation des émissions de COVT, d’acide acétique, de furfural ou de formaldéhyde notamment, ce qui a été relié à la dégradation thermique des composants de la matière première (hémicelluloses, lignine et cellulose). Une augmentation de la température du procédé de thermo-compresion a également permis d’obtenir des panneaux avec une meilleure résistance mécanique (module de rupture et module d’élasticité). Une augmentation de la température et du temps de pressage a permis d’améliorer la stabilité dimensionnelle des panneaux sans liant (prise de masse et prise en épaisseur suite à l’immersion dans l’eau) et résistance à l’eau (angle de contact). L’humidité de la matière première a été variée entre 3,7 % et 25,6 %, ce qui a impacté les émissions de COV avec une augmentation des émissions pour certains composés (formaldéhyde, acétaldéhyde et furfural). Les panneaux présentant les meilleures caractéristiques mécaniques sont ceux élaborés à partir des teneurs en eau intermédiaires de la matière première. En revanche, les panneaux les plus stables dimensionnellement et résistants à l’eau sont ceux qui ont été mis en forme à l’humidité la plus élevée. Ces travaux de thèse ont ainsi permis d’apporter de nouvelles connaissances quant aux émissions de panneaux sans liant élaborés à partir de chêne. L’impact des conditions de cuisson-compression sur les émissions des panneaux et sur leurs diverses caractéristiques a été mis en évidence. Enfin, ces travaux sont les premiers publiés sur l’impact de l’eau sur les émissions de COV

Nouveaux procédés de mise en œuvre de matériaux pour la valorisation de déchets agricoles contenant des scléroprotéines

Aujourd’hui, la revalorisation des déchets et leur fin de vie sont particulièrement étudiées face au défi écologique que la population mondiale rencontre pour d’une part limiter les déchets générés par les activités agricoles et agro-industrielles mais surtout pour tirer le meilleur parti de la biomasse. De nombreux déchets ne sont pas recyclés ou réutilisés par manque de valeur ajoutée ou de méthode de revalorisation. La plupart des applications existantes sont focalisées sur les fibres lignocellulosiques pour des applications de très grands volumes comme l’emballage et la construction ou pour la revalorisation de certaines molécules comme la lignine. La démarche de cette thèse consiste à proposer des voies de valorisation de co-produits de matière protéiques d’origine animale notamment le cuir la corne, la soie et la laine, dans des applications matériaux. Ces protéines animales, le collagène, la kératine et la fibroïne, sont des protéines fibreuses, appelées scléroprotéines, capables de s'organiser en une structure semi-cristalline hautement hiérarchisée pour induire des propriétés spécifiques. Ces macromolécules ne peuvent donc pas être traitées par extrusion thermoplastique. Ainsi, la voie actuelle de valorisation consiste principalement à formuler des composites en mélangeant la matière première avec des polymères thermoplastiques. Néanmoins, la transformation des scléroprotéines en un matériau solide grâce à la thermocompression uniaxiale à haute pression pourrait être une alternative forte aux matériaux thermoplastiques synthétiques en utilisant les propriétés thermoplastiques intrinsèques de ces protéines. Pour avoir un spectre complet du comportement des scléroprotéines pour la formation d’un matériau à haute valeur ajoutée, dense et cohésif, l’étude porte sur 5 déchets différents issus de corne de vache, de cuir tanné chrome et de cuir tanné végétal, de soie et de laine. Une première étape a consisté à développer une méthode de broyage par extrusion bi-vis, adaptée aux matières souples (cuir, laine, soie) pour obtenir des poudres pour la formation d’un matériau. Puis, des analyses thermiques (DSC, DMA) et FTIR (ATR) ont été réalisées pour étudier de comportement thermique des scléroprotéines contenues dans ces déchets et comprendre les changements de structures secondaires pendant le processus. Les résultats dépendent de l'humidité relative en raison du rôle plastifiant des molécules d'eau adsorbées sur les fibres protéiques. Ces études ont permis de déterminer des plages de travail pour les paramètres de mises en œuvre de nouveaux matériaux par thermocompression uniaxiale. Plusieurs paramètres de transformation sont étudiés : la température, la pression, le temps de cycle et la méthode de refroidissement. Le refroidissement est un paramètre capital au même titre que l’eau à la fois sur la cohésion du matériau mais aussi ses performances mécaniques. La mise au point d’une méthode de mise en forme d’un matériau compact et uniforme et la compréhension des phénomènes de formation du matériau suivant la scléroprotéine qui le constitue est le résultat de ce travail. Différentes techniques de mise en œuvre sur la même base de cuisson/compression (frittage flash et induction, refroidissement pulsé) ont été étudiées pour mesurer l’impact du procédé de mise en œuvre sur la formation d’un matériau et ses performances. Les différents déchets ont pu mener à la formation de matériau 100% naturel dont les propriétés mécaniques rivalisent avec celles d’autres polymères biosourcés et/ou biodégradables comme le PLA et l’acétate de cellulose

New processes for the processing of materials for the recovery of agricultural waste containing scleroproteins

Aujourd’hui, la revalorisation des déchets et leur fin de vie sont particulièrement étudiées face au défi écologique que la population mondiale rencontre pour d’une part limiter les déchets générés par les activités agricoles et agro-industrielles mais surtout pour tirer le meilleur parti de la biomasse. De nombreux déchets ne sont pas recyclés ou réutilisés par manque de valeur ajoutée ou de méthode de revalorisation. La plupart des applications existantes sont focalisées sur les fibres lignocellulosiques pour des applications de très grands volumes comme l’emballage et la construction ou pour la revalorisation de certaines molécules comme la lignine. La démarche de cette thèse consiste à proposer des voies de valorisation de co-produits de matière protéiques d’origine animale notamment le cuir la corne, la soie et la laine, dans des applications matériaux. Ces protéines animales, le collagène, la kératine et la fibroïne, sont des protéines fibreuses, appelées scléroprotéines, capables de s'organiser en une structure semi-cristalline hautement hiérarchisée pour induire des propriétés spécifiques. Ces macromolécules ne peuvent donc pas être traitées par extrusion thermoplastique. Ainsi, la voie actuelle de valorisation consiste principalement à formuler des composites en mélangeant la matière première avec des polymères thermoplastiques. Néanmoins, la transformation des scléroprotéines en un matériau solide grâce à la thermocompression uniaxiale à haute pression pourrait être une alternative forte aux matériaux thermoplastiques synthétiques en utilisant les propriétés thermoplastiques intrinsèques de ces protéines. Pour avoir un spectre complet du comportement des scléroprotéines pour la formation d’un matériau à haute valeur ajoutée, dense et cohésif, l’étude porte sur 5 déchets différents issus de corne de vache, de cuir tanné chrome et de cuir tanné végétal, de soie et de laine. Une première étape a consisté à développer une méthode de broyage par extrusion bi-vis, adaptée aux matières souples (cuir, laine, soie) pour obtenir des poudres pour la formation d’un matériau. Puis, des analyses thermiques (DSC, DMA) et FTIR (ATR) ont été réalisées pour étudier de comportement thermique des scléroprotéines contenues dans ces déchets et comprendre les changements de structures secondaires pendant le processus. Les résultats dépendent de l'humidité relative en raison du rôle plastifiant des molécules d'eau adsorbées sur les fibres protéiques. Ces études ont permis de déterminer des plages de travail pour les paramètres de mises en œuvre de nouveaux matériaux par thermocompression uniaxiale. Plusieurs paramètres de transformation sont étudiés : la température, la pression, le temps de cycle et la méthode de refroidissement. Le refroidissement est un paramètre capital au même titre que l’eau à la fois sur la cohésion du matériau mais aussi ses performances mécaniques. La mise au point d’une méthode de mise en forme d’un matériau compact et uniforme et la compréhension des phénomènes de formation du matériau suivant la scléroprotéine qui le constitue est le résultat de ce travail. Différentes techniques de mise en œuvre sur la même base de cuisson/compression (frittage flash et induction, refroidissement pulsé) ont été étudiées pour mesurer l’impact du procédé de mise en œuvre sur la formation d’un matériau et ses performances. Les différents déchets ont pu mener à la formation de matériau 100% naturel dont les propriétés mécaniques rivalisent avec celles d’autres polymères biosourcés et/ou biodégradables comme le PLA et l’acétate de cellulose.Today, the reuse and end of life of waste are particularly studied in view of the ecological challenge that the world's population is facing in order to limit the waste generated by agricultural and agro-industrial activities on the one hand, but above all to make the most of the biomass. Many wastes are not recycled or reused due to the lack of added value or revalorization methods. Most existing applications are focused on lignocellulosic fibers for very large volume applications such as packaging and construction or for the revalorization of certain molecules such as lignin. The approach of this thesis consists in proposing ways to add values to co-products of animal proteinaceous material, in particular leather, horn, silk and wool, in material applications. These animal proteins, collagen, keratin and fibroin, are fibrous proteins, called scleroproteins, able to organizing themselves into a highly hierarchical semi-crystalline structure to induce specific properties. These macromolecules cannot therefore be processed by thermoplastic extrusion. Thus, the current route to recovery consists mainly of formulating composites by mixing these raw materials with thermoplastic polymers. Nevertheless, the transformation of scleroproteins into a solid material by means of uniaxial high-pressure thermocompression could be a strong alternative to synthetic thermoplastic materials by using the intrinsic thermoplastic properties of these proteins. In order to get a full spectrum of the behavior of scleroproteins for the formation of a high value, dense and cohesive material, the study focuses on 5 different waste products from cow horn, chrome tanned leather and vegetable tanned leather, silk and wool. The first step was to develop a twin-screw extrusion grinding method, adapted to soft materials (leather, wool, silk) to obtain powders for the formation of a material. Then, thermal (DSC, DMA) and FTIR (ATR) analyses were carried out to study the thermal behavior of the scleroproteins contained in these wastes and to understand the changes of secondary structures during the process. The results are dependent on relative humidity due to the plasticizing role of water molecules adsorbed on the protein fibers. These studies have allowed the determination of working ranges for the processing parameters of new materials by uniaxial thermocompression. Several processing parameters are studied: temperature, pressure, cycle time and cooling method. Cooling is a crucial parameter, just like water, both for the cohesion of the material and its mechanical performances. The development of a method for shaping a compact and uniform material and the understanding of the phenomena of formation of the material according to the scleroprotein which constitutes it, is the result of this work. Different processing techniques on the same compression-cooking basis (spark plasma sintering or induction heating combined with pulsed cooling) were studied to measure the impact of the processing method on the formation of a material and its performances. The different wastes were able to lead to the formation of a 100% natural material whose mechanical properties rival those of other biobased and/or biodegradable polymers such as PLA and cellulose acetate