Production et test du comportement à l’humidité et des propriétés thermiques de la paille de colza et des biocomposites de mycélium de Ganoderma resinaceum

Résumé

Nous présentons ici une méthodologie optimisée pour la production de composites à base de mycélium (MBC) à partir de produits pétrochimiques et de matériaux polluants pour des applications d’isolation thermique. Pour devenir neutre en carbone et durable, les matériaux biosourcés et compostables comme le bio-composite de mycélium pourraient être la solution. Pour déterminer s’ils répondent aux normes de construction, plusieurs expériences ont été menées.

Résumé

Cette recherche visait à répondre à la demande croissante de matériaux de construction durables en développant des biocomposites de mycélium en tant qu’isolants innovants et biosourcés. En utilisant des sous-produits résiduels lignocellulosiques agricoles locaux liés par le mycélium, ils offrent une alternative circulaire prometteuse aux matériaux d’origine fossile. Ce manuscrit est une vue condensée du projet Mythic, axé sur l’optimisation des techniques de croissance et des propriétés des matériaux pour assurer la faisabilité technique.

Dans la phase d’optimisation de la croissance, une nouvelle méthode d’inoculation utilisant de la cellulose récupérée, au lieu d’inoculants à base de grains de grain, a considérablement amélioré la vitesse de croissance et la colonisation du substrat, réduisant les temps d’incubation et s’alignant sur les besoins de la production industrielle.

L’optimisation des propriétés des matériaux s’est concentrée sur les propriétés thermiques, la résistance au feu et le comportement à l’humidité, des attributs clés pour les matériaux d’isolation. Les biocomposites de mycélium ont atteint des valeurs de conductivité thermique de 0,034-0,039 W/m·K, comparables à celles des isolants conventionnels. Les propriétés de comportement à l’humidité sont considérées comme suffisantes pour son utilisation comme isolant. Les propriétés hydrophobes ont été améliorées grâce à un revêtement, améliorant la durabilité dans des conditions humides. Ces innovations garantissent que les biocomposites de mycélium répondent aux normes de l’industrie pour diverses applications.

Introduction

En 2022, le secteur de la construction était responsable de 21 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre et a généré 38,4 % du total des déchets dans l’Union européenne ^1,2. Une partie importante de cet impact provient de la production et de l’élimination de matériaux isolants conventionnels tels que les mousses de polystyrène expansé (EPS) et de polyisocyanurate (PIR). Ces matériaux sont issus de la pétrochimie, leur production est énergivore et présentent des risques environnementaux à long terme en raison de leur faible biodégradabilité et de leur forte teneur en carbone^{incorporé 3,4}.

Pour relever ces défis, la présente étude présente une méthodologie optimisée pour la production de composites à base de mycélium (MBC) pour les applications d’isolation thermique. L’objectif principal de cette méthode est d’établir une approche reproductible, à l’échelle du laboratoire, qui peut être adaptée à des contextes industriels, en utilisant du Ganoderma resinaceum (GR) cultivé sur de la paille de colza (RS). Cette technique est conçue pour générer un matériau isolant entièrement biosourcé, à bilan carbone négatif, avec des propriétés thermiques et de régulation de l’humidité compétitives.

Les MBC offrent des avantages convaincants par rapport aux isolants conventionnels. Ils sont produits à partir de déchets agricoles, nécessitent un apport énergétique minimal, agissent comme un puits de carbone pendant leur durée de vie et se décomposent naturellement en fin de vie, ce qui en fait un candidat solide pour les systèmes de construction circulaires ^5,6. Par rapport à d’autres alternatives biosourcées comme la cellulose ou le béton de chanvre, les MBC combinent de manière unique une faible conductivité thermique avec une cohésion structurelle et un réglage hydrophobe, ce qui peut être réalisé grâce à des techniques de contrôle de la croissance et de post-traitement ^7,8.

Des revues et des études empiriques mettent en évidence leur aptitude à l’isolation thermique et acoustique, leur adaptabilité à différentes associations substrat-champignon et leur potentiel de production modulaire ou in situ à des échelles architecturales ^6,9,10. Par exemple, les MBC GR-RS testés dans des conditions contrôlées ont démontré une conductivité thermique d’environ 0,045 W/m·K, une capacité thermique spécifique de 1800 J/kg· K, et une résistance à la compression allant jusqu’à 0,5 MPa, indiquant des niveaux de performance adaptés aux panneaux isolants non porteurs dans les murs et les toits ^6,7,8. De plus, des approches biomimétiques ont émergé, présentant les MBC comme des matériaux de conception réactifs dans la recherche architecturale¹¹. Cependant, la garantie de la cohérence mécanique et de la durabilité à toutes les échelles reste un domaine de recherche actif¹².

MNEXT a lancé le projet Mythic -- Matériaux à base de mycélium (Mytherials) pour l’isolation thermique dans la construction. Cette initiative s’appuie sur les conclusions antérieures selon lesquelles la GR et la RS forment une combinaison prometteuse pour le développement de MBC, en se concentrant sur l’affinement des conditions de croissance, les essais de matériaux selon les normes ISO pertinentes pour l’application d’isolation et l’évaluation des paramètres économiques et d’acceptation par l’utilisateur pour une future mise à l’échelle.

Cette technique est particulièrement pertinente pour les chercheurs, les architectes et les fabricants qui explorent des matériaux de construction à faible impact avec un cycle de vie circulaire. La méthode se concentre sur les applications d’isolation dans les murs, les toits et les sols, où la faible densité, la régulation thermique et le comportement à l’humidité sont cruciaux. Les principaux facteurs contextuels comprennent la disponibilité locale des substrats et des espèces fongiques, l’évolutivité du processus d’inoculation et de croissance, et la conformité aux normes de performance des bâtiments. La méthodologie comprend l’évaluation de la conductivité thermique, de la capacité thermique spécifique, de la réponse à l’humidité et de la résistance à l’eau, ce qui permet aux utilisateurs d’évaluer son applicabilité en fonction des conditions environnementales et des exigences réglementaires.

Ce manuscrit présente les résultats de ce travail : une méthode à la fois évolutive et à l’échelle du laboratoire pour produire des MBC GR-RS, y compris des paramètres de croissance optimisés et des protocoles d’essai des matériaux. Bien que l’accent soit mis sur le GR-RS, le protocole est adaptable à d’autres espèces fongiques et substrats, ce qui le rend pertinent pour des zones géographiques variées et la disponibilité des matières premières. Bien que la méthode soit efficace à l’échelle d’un laboratoire ou d’un projet pilote, d’autres adaptations peuvent être nécessaires pour une mise en œuvre à grande échelle afin d’assurer l’uniformité et la rentabilité.

Protocole

Les matériaux, équipements, machines et logiciels associés utilisés dans cet article sont répertoriés dans la Table des matériaux. Le protocole est divisé en deux sections principales, la production de MBC et les tests de matériaux.

1. Production de MBC

1. Préparation du frai
   1. Dissoudre 20 g de poudre de bouillon d’extrait de malt dans 1 L d’eau déminéralisée (ou 2 g pour 100 ml de bouillon) dans un erlenmeyer de 1 L. Mélangez le contenu dans l’erlenmeyer à l’aide d’un agitateur chauffé à 150 °C.
   2. Couvrir la fiole d’un capuchon perméable, tel qu’une gaze de coton dans un bouchon en aluminium et autoclaver le mélange à 121 °C pendant 25 min. Le bouillon d’extrait de malt (MEB) est prêt à l’emploi.
      REMARQUE : Pour chaque étape avec un autoclave, vérifiez le niveau d’eau à l’intérieur de l’autoclave et de l’évacuation, en vous assurant que le niveau d’eau se situe entre les niveaux minimum et maximum. Toute eau ajoutée à l’autoclave (ou toute eau entrant dans l’autoclave) doit être déminéralisée pour assurer un fonctionnement optimal, car les minéraux peuvent causer des problèmes de fonctionnement de la machine. Tous les articles autoclavables sont marqués avec du ruban indicateur d’autoclave, qui développe des bandes noires après la stérilisation, confirmant que le processus d’autoclave a réussi. Laissez toujours le contenu refroidir à température ambiante (RT) avant de commencer l’étape suivante.
   3. Ajouter la cellulose dans un sac autoclavable 1:1,32 par gramme de cellulose d’eau déminéralisée.
   4. Massez les sacs manuellement pendant 2 minutes pour assurer une répartition uniforme de l’eau dans la cellulose.
   5. Étiquetez les sacs (milieu d’inoculum - type fongique - date - poids - initiales chercheur) et collez du ruban adhésif autoclave sur le sac.
   6. Autoclavez les sacs à 121 °C pendant 25 min, contenant de la cellulose mélangée à de l’eau.
   7. Une fois le cycle d’autoclave terminé, placez le(s) sac(s) en cellulose dans la hotte à flux d’air laminaire (LAF) jusqu’à ce qu’il refroidisse.
      REMARQUE : Lors de l’utilisation dans le LAF, le maintien d’une stricte stérilité est crucial. Les procédures effectuées dans cet environnement sont très sensibles et une manipulation inappropriée peut augmenter considérablement les taux de contamination. Il est recommandé de nettoyer l’armoire LAF et tous les articles à placer à l’intérieur en les essuyant d’abord avec une solution médicamenteuse (1 comprimé pour 10 L d’eau), puis en les essuyant avec de l’éthanol à 70 %, avant et après la procédure.
   8. À l’aide d’une anse d’inoculation stérile ou d’une spatule stérile, coupez une boîte de Pétri de 100 mm de diamètre entièrement colonisée en quatre sections égales.
      REMARQUE : La plaque GR est achetée en tant que spawn mère. La ponte mère peut être reproduite en laboratoire par un technicien de laboratoire biologique ; Cependant, le processus est hors de portée dans ce manuscrit.
   9. Stérilisez le gobelet du mélangeur de laboratoire en l’autocavant à 121 °C pendant 25 min, avant de le placer dans le LAF, essuyez l’extérieur avec une solution de médicamentine et de l’éthanol à 70 %.
   10. Transférez deux sections dans le gobelet stérile du mélangeur de laboratoire et ajoutez 50 ml de MEB (préparé en 1.1.2).
   11. Placez la coupelle sur le rotateur et faites-la fonctionner à basse vitesse pendant 30 s, en vous assurant que toute la boîte de Pétri a été correctement parée en inspectant visuellement le mélange.
   12. Versez le mélange de bouillon inoculé dans le sac avec le mélange cellulose + eau autoclavé et massez le contenu manuellement pendant 2 min.
   13. Transférez le sac dans la chambre climatique pendant 5 jours à 30 °C et à 80 % d’humidité relative (HR).
   14. Secouez et massez doucement le sac pendant 2 min après 3 jours. Remettez dans l’incubateur. Le frai est prêt après 5 ± 1 jours de croissance.
2. Préparation du substrat
   1. Placez un bol ou un seau vide sur la balance et tarez-le. Transférez ensuite le substrat dans le seau et enregistrez le poids du substrat.
      REMARQUE : Il est recommandé de ne pas utiliser plus de 160 g par sac (530 mm x 370 mm) pour assurer une stérilisation adéquate du contenu du sac. L’utilisation de plus grandes quantités peut nécessiter un temps de stérilisation plus long en raison de la lenteur de la pénétration de la chaleur dans de grands volumes (ou d’un rapport volume/surface plus important).
   2. Peser l’eau à ajouter en fonction du rapport 1,65:1 RS substrat : eau déminéralisée et bien mélanger à la main, ou pour les plus grandes quantités, une bétonnière.
   3. Placez le mélange dans un ou plusieurs sacs autoclavables.
   4. Fermez le(s) sac(s) à l’aide d’une scelleuse de sac ou de ruban adhésif.
   5. Étiquetez le(s) sac(s) (type de substrat - date - poids - initiales) et collez du ruban adhésif autoclave.
   6. Placez le(s) sac(s) dans l’autoclave et démarrez le cycle à 121 °C pendant 25 min.
3. Inoculation du substrat
   1. Retirez les sacs de l’autoclave et placez-les dans l’armoire LAF.
   2. Mélangez la cellulose inoculée avec un mixeur plongeant de cuisine à l’intensité la plus faible (nettoyée avec une solution de médicamentine et de l’éthanol) pendant 30 secondes pour assurer des dimensions de particules homogènes.
   3. Peser le frai : 10 % du poids total du substrat + eau (poids humide) avec une balance et le verser à l’intérieur du sac.
      REMARQUE : Le taux d’apparition de 10 % peut varier en fonction des conditions de stérilité. Dans des conditions de laboratoire, 10 % a été déterminé comme le meilleur compromis entre la quantité de frai et la contamination. Dans des conditions améliorées, plus la quantité de ponte est importante, plus les niveaux de stérilité/propreté nécessaires à une croissance adéquate sont faibles.
   4. Fermez le sac avec un scellant ou du ruban adhésif et secouez/massez doucement pendant 2 minutes pour assurer une répartition uniforme.
   5. Étiquetez à nouveau les sacs (type de substrat - type fongique - date - poids du substrat - poids du frai - initiales).
4. Moulage
   REMARQUE : Cette étape peut être effectuée soit immédiatement après l’inoculation du substrat, soit dans les cinq jours. Dans ce protocole, il est effectué immédiatement pour accélérer le processus global. Bien que le timing n’affecte pas le résultat final, après 5 jours, le matériau devient difficile à mouler, car il a tendance à se lier étroitement.
   1. Nettoyez le moule pour façonner le MBC avec une solution de medicarine d’abord, puis de l’éthanol à 70 % avant de le placer sous l’armoire LAF.
      REMARQUE : Les moules utilisés dans cette étude sont carrés de 200 mm x 200 mm x 50 mm, conformément aux dimensions spécifiées dans les normes ISO pour les essais prévus.
   2. Tarez le moule sur la balance et remplissez-le avec le substrat inoculé. Assurez-vous d’étaler uniformément le matériau sur le moule, en le laissant complètement plat.
   3. Enregistrer le poids pour assurer une densité de production égale pour le reste des moules, le cas échéant.
   4. Découpez une feuille perforée pour couvrir la surface supérieure des moules et essuyez-la avec une solution de médicamentine et de l’éthanol à 70 %.
   5. Couvrez le moule d’une feuille perforée et fixez-le avec du ruban adhésif.
   6. Étiquetez le moule (type de substrat - type fongique - date - poids - initiales).
   7. Placez les moules remplis dans la chambre climatique à 25 °C et 80 % HR pendant 7 ± 1 jours.
   8. Après 3 jours de croissance, sortez les échantillons du moule dans le LAF, retournez-les doucement de 180° (à l’envers) et recouvrez à nouveau les moules avec la feuille perforée.
5. Désactivation et séchage
   1. Inspectez visuellement la croissance des échantillons en observant la colonisation uniforme du mycélium et le degré de blancheur.
   2. Après une croissance suffisante, généralement de 7 ± 1 jours, démoulez l’échantillon et la croissance active et séchez-le en le plaçant dans le four à 65 °C pendant 24 h et placez du papier sulfurisé en dessous pour absorber l’humidité et l’empêcher de coller à la surface du four.
      REMARQUE : Si vous séchez un panneau plus grand, placez un poids sur le dessus pour éviter de le déformer (avec du papier sulfurisé entre les deux). Considérez que pour les panneaux épais, il faudra plus de 24 h de séchage. Pour vérifier si l’échantillon est complètement sec, surveillez son poids pendant le séchage à l’étuve. L’échantillon peut être considéré comme sec lorsque la variation de poids est inférieure à 0,1 % sur une période de 24 heures.
   3. Placez l’étiquette du sac près des échantillons dans le four ou collez le ruban adhésif sur l’échantillon.
   4. Pesez l’échantillon à la fin du processus de séchage et étiquetez-le (type de substrat - type fongique - date - poids - initiales).
6. Post-production
   1. Ajouter un revêtement hydrophobe en appliquant uniformément 10 mL à l’aide d’un spray à basse pression et laisser sécher pendant 24 h dans un espace ventilé.
   2. Immergez l’échantillon dans 50 ml de revêtement pour appliquer une deuxième couche et laissez sécher encore 24 h dans un espace ventilé.
   3. Pesez l’échantillon à l’aide d’une balance et ajoutez le type d’enrobage et le poids final sur l’étiquette.

2. Essais de matériaux

REMARQUE : Des fichiers supplémentaires, y compris des captures d’écran étape par étape, sont fournis pour l’utilisation du logiciel dans les propriétés thermiques (Fichier supplémentaire 1) et les mesures de résistance à la compression (Fichier supplémentaire 2). Les échantillons pour les tests sont tous conditionnés à une température ambiante constante (23 ± 5) °C et à une humidité relative de 50 ± 20 % pendant 48 h avant l’essai.

1. Mesure de la conductivité thermique
   REMARQUE : Dans cette recherche, la conductivité thermique et la capacité thermique spécifique ont été mesurées à l’aide d’un débitmètre de chaleur (HFM) basé sur la norme NEN-EN ISO 8301, qui est spécifiquement destinée à déterminer les propriétés thermiques des matériaux d’isolation¹³.
   1. Démarrez le logiciel HFM et faites un clic gauche sur l’onglet Autocalibration .
   2. Faites un clic gauche sur le bouton d’étalonnage HFT .
   3. Entrez les données de base et configurez les points de consigne dans le tableau. Réglez la température de la plaque supérieure à 17,5 °C et la température de la plaque inférieure à 2,5 °C, ce qui donne une température moyenne de 10 °C.
   4. Faites un clic gauche sur Description de la référence . Pesez et mesurez l’étalon d’étalonnage Netzsch EPS 200 mm et saisissez-le dans le logiciel.
   5. Placez la pièce EPS dans le HFM, fermez la porte et cliquez avec le bouton gauche pour cocher le point de consigne de charge à 2,1 kPa, puis cliquez avec le bouton gauche sur le bouton Démarrer .
      REMARQUE : Une fois la stabilité atteinte, l’étalonnage et les tests s’arrêteront automatiquement.
   6. Dans le logiciel HFM, cliquez avec le bouton gauche de la souris sur le bouton Assistants , puis cliquez avec le bouton gauche sur Test de conductivité thermique.
   7. Saisissez les données de base et la description de l’échantillon. Définissez les mêmes valeurs que 2.1.3 dans le tableau des points de consigne. Utilisez le mesureur d’épaisseur intégré pour mesurer l’épaisseur de l’échantillon.
      REMARQUE : lors de la saisie des données de base, assurez-vous de modifier l’ID de l’échantillon, le nom de fichier et la destination par échantillon
   8. Placez l’échantillon MBC dans le HFM et fermez la porte, en veillant à ce que l’échantillon soit centré.
   9. Sélectionnez l’étalonnage précédemment effectué et cliquez avec le bouton gauche pour cocher la consigne de charge à 2,1 kPa, puis cliquez avec le bouton gauche sur le bouton Démarrer .
2. Mesure de la capacité thermique spécifique
   1. Faites un clic gauche sur le bouton Autocalibration .
   2. Faites un clic gauche sur le bouton Correction de la pile vide .
   3. Saisissez les données de base, réglez la température en trois étapes indiquée dans le tableau 1 et entraînez la plaque à 0,25 cm d’épaisseur. Appuyez ensuite sur Démarrer.
   4. Une fois l’étalonnage de la pile vide terminé, faites un clic gauche sur le bouton Wizards , puis cliquez avec le bouton gauche sur Specific Heat Test.
   5. Placez l’échantillon MBC à l’intérieur du HFM et fermez la porte.
   6. Saisissez les données de base et la description de l’échantillon. Utilisez le mesureur d’épaisseur intégré pour mesurer l’épaisseur de l’échantillon.
   7. Définissez les mêmes valeurs que 2.2.3 dans le tableau des points de consigne et sélectionnez l’étalonnage de la pile vide effectué précédemment. Cliquez avec le bouton gauche de la souris pour cocher la consigne de charge à 2,1 kPa, puis cliquez avec le bouton gauche sur le bouton Démarrer .
   8. Accédez aux données par échantillon en cliquant avec le bouton gauche sur le bouton Rapports .
3. Absorption/désorption d’humidité
   REMARQUE : La norme ISO 23327:2021 s’applique aux matériaux d’isolation¹⁴.
   1. Préparez une boîte d’eau remplie d’un quart d’eau, comme illustré à la figure 1. Placez trois bandes de ruban adhésif en plastique pour maintenir l’échantillon en position, en vous assurant qu’il reste suspendu et n’entre pas en contact avec l’eau. La configuration ressemble à celle de la figure 1.
   2. Préconditionnez la boîte en plastique dans une pièce à une température de 23 ± 5 °C et attendez 24 h avant de commencer les expériences.
   3. Après 24 h, placez l’échantillon sur le ruban plastique.
   4. À des intervalles de 0 h (avant l’expérience), 0,5 h, 1 h, 2 h, 4 h, 8 h, 24 h et 48 h, sortez l’échantillon de MBC de la boîte, pesez-le sur une balance et mesurez ses dimensions conformément à la figure 2. Une fois pesé, replacez-le à l’intérieur de la boîte et fermez le couvercle.
      REMARQUE : Soyez aussi rapide que possible dans l’étape de pesée et de mesure pour éviter de perdre de l’humidité.
   5. Après 48 h, sortez l’échantillon de la boîte et placez-le dans une chambre climatique à 25 °C et 40 % d’humidité relative.
   6. Aux mêmes intervalles que 2.3.5, peser l’échantillon pour déterminer la perte de poids.
   7. Après 48 h, l’expérience est terminée et des courbes sont produites : absorption/désorption en poids (kg), en fonction du temps (h) et stabilité dimensionnelle ( %) en fonction du temps (h).
   8. Calculez la variation de masse ( %) en :
      
      M0 est la masse initiale de l’échantillon
      Mf est la masse finale après l’essai d’absorption
   9. Calculez la moyenne de chaque dimension : longueur (), base () et épaisseur () à chaque intervalle.
      Pour chaque dimension :
      
      
      
      n est le nombre de mesures
      l_i, b_i, t_i = valeurs mesurées individuelles
   10. Calculez la variation dimensionnelle ( %) à chaque intervalle à l’aide de la formule.
       
       est L, B ou T.
   11. Calculez le volume initial (cm³) et à chaque intervalle.
       
       
   12. Calculer la variation dimensionnelle volumétrique (V %) à chaque intervalle.
       
4. Résistance à la compression (comportement à l’humidité)
   REMARQUE : L’essai de résistance à la compression de 10 % suivant la norme ISO 29469 a été utilisé car il est destiné aux matériaux d’isolation¹⁵. La configuration de la machine d’essai universelle (UTM) avec des plaques de compression carrées (250 mm x 250 mm) a été utilisée. Cette machine permet une large gamme d’essais mécaniques, y compris des essais de compression, de traction et de cisaillement. La résistance à la compression est mesurée à l’état sec, humide et post-séché afin de comprendre le comportement à l’humidité des MBC.
   1. Mesurez les dimensions de l’échantillon MBC à l’aide d’un pied à coulisse, conformément à la figure 2.
   2. Placez l’échantillon dans l’UTM, centré au-dessus de la plaque de compression inférieure.
   3. Activez d’abord l’UTM, puis démarrez le logiciel. Suivez cet ordre ; Dans le cas contraire, la machine ne se connectera pas correctement et restera en mode démonstration.
   4. Dans le logiciel UTM, cliquez avec le bouton gauche de la souris sur l’onglet Outils de bibliothèque et cliquez avec le bouton gauche sur le sous-onglet Méthodes de bibliothèque .
   5. Recherchez Iso 29469 dans l’outil de recherche , puis cliquez avec le bouton droit de la souris sur la norme et appuyez sur Modifier la méthode.
      REMARQUE : toutes les bibliothèques logicielles UTM ne disposent pas de cette norme. La configuration de cet essai nécessite de régler les segments UTM à une vitesse de 5 mm/min, et de fixer la limite de l’expérimentation à 10 % de déformation (10 % de l’épaisseur initiale de l’échantillon).
   6. Appuyez sur Démarrer l’expérience sur le logiciel UTM.
   7. Calculer la résistance à la compression de 10 % en pascals (Pa) (σ₁₀) à l’aide de la formule :
      
      F₁₀ est la force à 10 % de déformation, en Newtons (N)
      A₀ est la section transversale initiale de l’échantillon, en mètres carrés (m²).
   8. Calculez le module de compression en Pa.
      
      Δσ est la variation de la résistance à la compression, en Pa.
      Δε est la variation de la déformation, en %.
   9. Conditionnez les nouveaux échantillons dans la boîte d’eau de la figure 1 pendant 24 h et répétez les étapes 2.4.1 à 2.4.8 pour les échantillons humides.
      REMARQUE : Conditionner les échantillons supplémentaires dans la boîte à eau de la version 2.4.9 pour ensuite les sécher en vue de leur utilisation dans la version 2.4.10.
   10. Transvaser les échantillons humides non testés dans un four à 50 °C pendant 12 h et avec ventilation par ventilateur, puis répéter les étapes 2.4.1 à 2.4.8 pour les échantillons post-séchés.
5. Déperlance
   1. Préparez une solution en mélangeant 9 ml d’eau avec 1 ml de colorant à l’eau rouge à l’aide d’un cylindre doseur de 10 ml. Bien mélanger à l’aide d’une cuillère.
   2. Divisez la surface de l’échantillon en quatre quadrants comme illustré à la figure 3, à l’aide d’un mince morceau de ruban adhésif ou d’un feutre fin.
   3. Mesurez 100 μL d’eau colorée en rouge à l’aide d’une micropipette et placez une gouttelette dans chaque quadrant de l’échantillon. Assurez-vous que la gouttelette est placée sur une surface plane dans chaque quadrant.
      REMARQUE : Assurez-vous que la gouttelette est libérée en un seul mouvement ; Sinon, cela peut perturber la tension superficielle et donner un résultat invalide. Si la gouttelette se disperse à ce volume, utilisez plutôt 50 μL et notez le changement.
   4. Avec un appareil photo tenu par un trépied au niveau des yeux avec la surface supérieure de l’échantillon, prenez une photo de chaque gouttelette.
   5. À l’aide d’un logiciel de traitement d’image open source, mesurez l’angle de contact des deux côtés de chaque gouttelette. Calculez l’angle de contact moyen à l’aide de la formule :
      
   6. Après avoir mesuré les quatre quadrants, calculez l’angle de contact moyen global de l’échantillon à l’aide des éléments suivants :
      

Tableau 1 : Températures de pas pour une capacité thermique spécifique. Ce tableau répertorie les intervalles de température définis (en °C) utilisés pour évaluer la capacité thermique spécifique des échantillons MBC. Chaque étape représente une plage utilisée lors du chauffage contrôlé et doit être utilisée comme entrée pour le HFM. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Figure 1 : Configuration de l’absorption d’humidité-désorption. Ce schéma montre le dispositif expérimental utilisé pour tester le comportement d’absorption et de désorption de l’humidité des MBC. Les échantillons ont été placés dans des conditions de température et d’humidité contrôlées. Aucune barre d’échelle n’est nécessaire car la vue d’ensemble de la configuration est qualitative. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Mesure des dimensions des MBC. Le diagramme montre où mesurer les changements dimensionnels dans les MBC avant et après le cycle d’humidité. Les mesures ont été prises à plusieurs points équidistants par échantillon (n = 5) pour la longueur, la base et l’épaisseur avec un pied à coulisse (précision ± 0,1 mm). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Division de surface pour les essais de déperlance. Ce diagramme illustre comment chaque échantillon a été subdivisé en quadrants équidistants pour des tests systématiques de gouttelettes d’eau. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Résultats

Production de MBC
Le MBC doit être principalement blanc en surface. L’échantillon doit ressembler à la structure, à la couleur et à l’homogénéité des échantillons des figures 4 et 5.

Figure 4 : Exemple de CSM adéquat -

Discussion

Une étape clé dans le développement des MBC est la préparation du frai, qui doit être effectuée dans des conditions de stérilité strictes par un technicien de laboratoire qualifié. Ce procédé est sensible à la contamination et nécessite un haut niveau de compétence dans les techniques aseptiques. Une formation adéquate en matière de sécurité biologique et de manipulation en laboratoire est essentielle, car la qualité de la ponte affecte directement l’efficacité de la colonisation et l’ho...

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
1 L flasque Erlenmeyer	Glazen-en-potten.nl	GT00148
Cylindre de mesure 1 L	Sigma-Aldrich	213905408
Cylindre mesureur de 50 mL	Sigma-Aldrich	Z740856	Cylindre gradué Aldrich Essentials, classe A, conforme à la norme DIN ISO 4788
70 % d’éthanol	Boomlab	8,00,12,02,72,500
Sac autoclavable	SacO2	PPD75/REH6/V37*53
Autoclave	VWR	TUTT210001
Bande autoclave	Sigma-Aldrich	BR61750
Scelleuse de sacs	Profipack	101481	Modèle HC-300
Norme d’étalonnage Netzsch EPS 200 mm	Netzsch	HFM446S0A95.001-00
Cellulose	Recell	https://recell.eu/markets/#recell-compose  ;	Livré par un partenaire de projet
Ganoderma resinaceum	Westerdijk Instituut	CBS 194.76
Débitmètre thermique (HFM)	Netzsch	https://analyzing-testing.netzsch.com/en/products/thermal-conductivity/hfm-446-lambda-eco-line-1  ;	HFM 446 Lambda Small Eco-line
Dispositif de brassage chauffé	Labinco	32000
Logiciel Horizon	Horizon Software	https://www.tiniusolsen.com/product/horizon-software/  ;	Logiciels pour l’exploitation de UTM  ;
Revêtement hydrophobe	Impershield Europe	https://impershield.eu/product/bioseal-mycelium/  ;	Mycélium BioSeal Impershield
ImageJ	ImageJ	https://imagej.net/ij/  ;	Logiciels pour le traitement des images
Boucles d’inoculation	VWR	DIFC220217
Mixeur à bâtons de cuisine	Bosch	MSM6M810
Mélangeur de laboratoire	Labowebshop	AXMX1000XTEES	Mélangeur de laboratoire Waring 2L
Hotte à flux d’air laminaire (LAF)	MSE Supplies	LS1309	MSE PRO 43" Largeur de l’Armoire à écoulement laminaire horizontal
Niveau	Manutan	A830619	waterpas - I-beam basic - Stanley
Poudre de bouillon d’extrait de malt	BoomLab	7,00,00,05,90,500
Medicarine	Ecolab	3021760
Micropipette	Sigma-Aldrich	FA10006M	Éjection métallique de micropipette PIPETMAN P1000L
Feuille perforée	Scabro	414075
Proteus SmartMode 8.5	Netzsch	https://analyzing-testing.netzsch.com/en/products/thermal-conductivity/hfm-446-lambda-eco-line-1  ;	Logiciels pour l’exploitation HFM
Écaille	VEVOR	https://www.vevor.nl/analytische-balans-c_11079/vevor-digitale-laboratoriumweegschaal-laboratorium-analytische-weegschalen-5000g-p_010521620455?lang=en&srsltid=AfmBOopchyZ-medHCTmpdHiqjXOtvV7xCOdhXZ VIKi9LowzUk6ibehSx  ;	Modèle HZ-B50002
Substrat & nbsp ;	Greenport West-Holland	-	Paille de colza livrée par le partenaire du projet.
Machine de test universelle (UTM)	Tinius Olsen	https://www.tiniusolsen.com/product/model-50st/	Modèle 50ST
Étrier vernier	Sigma-Aldrich	Z136115