La sécurité incendie est plus cruciale que jamais – Que faisons‑nous à ce sujet ?

Retardateurs de flamme pour réduire les risques d’incendie

With wildfires currently burning down entire neighborhoods in Los Angeles, or quite recently in Hawaii, it is clear why any technology helping with preventing or slowing fire should be pursued.

Il existe de nombreuses approches pour aborder ce problème. De l’utilisation améliorée des données à des matériaux de construction différents, ou à une gestion différente de l’eau et des zones forestières.

Cependant, nous continuerons à utiliser de nombreux matériaux inflammables dans notre quotidien, simplement parce que trop de produits utiles se révèlent inflammables.

Une autre possibilité est d’utiliser des retardateurs de feu, des produits chimiques qui réduisent les risques d’embrasement et la vitesse à laquelle un feu devient incontrôlable. Cela peut faire une différence radicale, car un feu plus lent sera plus susceptible d’être éteint rapidement ou donnera plus de temps aux pompiers pour arriver avec le matériel adéquat.

Un problème est que de nombreux produits chimiques retardateurs de flamme sont quelque peu toxiques, les rendant impraticables pour de nombreuses applications. Un exemple est tout ce qui touche fréquemment la peau humaine, comme le tissu en coton. Cela pourrait changer grâce à la découverte de huit chercheurs de l’Université Texas A&M, qui ont développé un nouveau retardateur de flamme en une étape pour les textiles en coton.

Ils ont récemment publié leurs résultats dans ACS Applied Polymer Materials, sous le titre “Evaporation Induced Flame Retardant Polyelectrolyte Complex for Cotton¹”.

Pourquoi le coton ?

Cotton is the most used textile globally, thanks to its excellent properties for making soft, comfortable, and breathable fabrics. It is used in clothing and upholstery and is a major contributor to flammable materials in homes (sofas, closets, towels, tablecloths, etc.), including those in close proximity to fire hazards (cooking areas, candles, cigarettes, etc.).

Il est principalement composé d’α-cellulose, un matériau extrêmement inflammable. Cela fait que tout ce qui est en coton brûle très rapidement et complètement.

Une autre raison de se concentrer sur le coton est que cela ouvrirait immédiatement un marché massif pour toute innovation ciblant ce matériau. Et cela pourrait probablement être étendu à d’autres matériaux par la suite.

Comment fonctionnent les retardateurs de flamme

Most cotton flame retardants historically used were halogenated compounds that are now phased out because of their toxicity to humans. Alternative molecules have been explored by the chemical industry for many years, including phosphorus-, nitrogen-, silicon-, and boron-based chemistries.

Le problème jusqu’à présent pour trouver un bon remplacement a été le coût. Ces composés alternatifs nécessitent un traitement en plusieurs étapes, ce qui augmente les dépenses.

Le fonctionnement des retardateurs de flamme consiste à créer une couche de charbon sur le matériau lorsqu’il brûle, ce qui bloque l’expansion du feu. Le plus souvent, cela se fait en combinant une source d’acide et une source de carbone.

Parfois, un « agent gonflant » est ajouté, qui se décompose sous l’effet de la chaleur en gaz non inflammables qui diluent les gaz inflammables et affaiblissent les flammes.

Retardateur en une étape

The researchers looked into a class of chemicals called polyelectrolytes: polyethylenimine (PEI) as the blowing agent and sodium hexametaphosphate (PSP) as the acid source. In the case of cotton, the flammable material itself is the source of carbon.

Source: ACS Applied Polymer Materials

Ce mélange est non toxique et serait idéal pour la production de masse sur tous les tissus en coton. Mais jusqu’à présent, seuls des procédés en deux étapes pour appliquer et lier les polymères électrolytes au coton étaient connus.

Les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient utiliser de l’ammoniac (NH3) comme base volatile pour lier le PEI et le PSP au coton lorsque l’ammoniac s’évapore. Ils ont constaté qu’ils pouvaient appliquer le mélange complet au coton et évaporer l’ammoniac en une seule étape.

Trouver la bonne méthode

Various ratios of PEI-to-PSP were explored to find the optimal composition to reduce cotton’s flammability.

Les fibres de coton obtenues ont été examinées au microscope électronique (microscope électronique à balayage – SEM), ce qui nous a permis de mesurer l’absorption du retardateur de feu par les fibres de coton.

Source: ACS Applied Polymer Materials

Un autre facteur mesuré était la durabilité du traitement face au rinçage. Comme les tissus en coton sont susceptibles d’être nettoyés fréquemment, tout retardateur de flamme qui ne résiste pas à l’exposition à l’eau et au rinçage aura peu d’utilité dans des conditions réelles.

“Cette technologie peut être optimisée pour retardateur de flamme rapidement, facilement et en toute sécurité de nombreux matériaux inflammables, offrant une protection vaste dans la vie quotidienne, économisant de l’argent et des vies de la population générale.”
Maya D. Montemayor – Graduate student in the Department of Chemistry at Texas A&M.

Pour certains des rapports utilisés, le matériau est partiellement éliminé lors du premier rinçage, mais le reste du retardateur de flamme correctement lié reste attaché aux fibres de coton.

Source: ACS Applied Polymer Materials

Inflammabilité fortement réduite

The treated cotton releases a lot less heat than the untreated (neat) cotton when measured in energy per gram of cotton (W/g). The temperature of the combustion was also lowered.

Source: ACS Applied Polymer Materials

Lors de la réalisation d’un test dit « flamme verticale », les chercheurs ont également observé que l’acide du mélange était responsable de la liaison au coton, protégeant le retardateur de flamme du lavage lorsque le tissu était rincé.

Source: ACS Applied Polymer Materials

Aller de l’avant

These initial results are a big deal for the cotton industry and the flame retardant-producing companies, as they could open the way to a cheaper and easier generalized treatment for all cotton products.

Les chercheurs évaluent maintenant avec des partenaires industriels comment ce procédé pourrait être étendu au-delà du coton à tout matériau riche en carbone, comme le bois, les tissus, la mousse et d’autres textiles.

“Cette recherche de pointe offre à Texas A&M la reconnaissance comme l’un des leaders de cette technologie et l’opportunité d’un développement supplémentaire avec des entreprises externes.

TEES concède sous licence cette technologie et d’autres similaires aux entreprises pour diverses applications.

”

Dr. Jaime Grunlan,-  Leland T. Jordan ’29 Chair Professor in the J. Mike Walker ’66 Department of Mechanical Engineering at Texas A&M.

Que peut‑on faire d’autre contre les risques d’incendie

New technologies for better controlling fire can be done from many angles. For example, here are a few we previously covered:

• Prédictions IA: Images satellites et prévisions météorologiques précises peuvent être utilisées pour mieux prédire le risque d’occurrence d’incendies de forêt, leur gravité, et comment les maîtriser.
• Systèmes de gestion forestière: Des outils de gestion forestière plus performants et traçables peuvent aider à mieux prédire la santé des forêts, leur productivité et comment mieux les entretenir. Cela peut, à son tour, être utilisé pour réduire la quantité de bois mort et d’autres dangers d’incendie.
• Construction en bois massif: Il peut sembler étrange que la construction en bois puisse aider à réduire les risques d’incendie. Mais le bois massif est une nouvelle technologie qui agrège le bois en poutres aussi solides que l’acier tout en le rendant résistant au feu, grâce à son extrême densité. Le bois massif forme naturellement la couche de charbon que les retardateurs de flamme utilisent pour limiter l’inflammabilité. Nous pouvons imaginer que les retardateurs de flamme PEI‑PSP pourraient aider à l’améliorer davantage.
• Hydrogels activés par la chaleur: Pour empêcher la propagation des incendies de forêt, de nouveaux hydrogels pourraient être utilisés à la place de la mousse plus couramment employée, retenant l’eau deux fois plus longtemps. Cela peut faire une différence massive dans la protection des habitations face aux incendies de forêt.
• Drones: Les drones de lutte contre les incendies pourraient être un outil supplémentaire dans l’arsenal des pompiers, capable d’aller là où il serait trop dangereux pour eux. Vous pouvez en savoir plus sur une entreprise produisant ce type de drone, Textron, dans “2025’s Top Drone Companies Leading the Aerial Revolution”.

Investir dans les retardateurs de flamme

Flame retardants are an often ignored, but very important product from the chemical industry that save countless lives daily.

C’est l’un des nombreux produits chimiques spécialisés faisant partie de la vie moderne, représentant un marché de 8,63 milliards de dollars en 2022 et prévu de croître de 7,1 % CAGR jusqu’en 2030.

Source: Grand View Research

Vous pouvez investir dans des entreprises liées à l’industrie chimique via de nombreux courtiers, et vous pouvez trouver ici, sur securities.io, nos recommandations pour les meilleurs courtiers aux États‑Unis, Canada, Australie, Royaume‑Uni, ainsi que dans de nombreux autres pays.

Si vous n’êtes pas intéressé par la sélection d’entreprises spécifiques, vous pouvez également vous tourner vers des ETF tels que le iShares STOXX Europe 600 Chemicals UCITS ETF (EXV7) ou le Fidelity Select Chemicals Portfolio (FSCHX) qui offriront une exposition plus diversifiée pour profiter de l’industrie chimique.

Entreprise de retardateurs de flamme

ICL est une entreprise chimique mondiale basée en Israël, avec une position forte dans les retardateurs de feu, notamment une position n° 1 dans les solutions pour l’électronique, y compris les véhicules électriques et l’IA, ainsi que la construction, utilisant soit le brome soit le phosphore.

Elle est également active dans les engrais, en particulier le phosphate et le potasse, ainsi que le phosphate pour les produits industriels comme les matériaux de batterie.

Source: ICL

L’entreprise est globalement un leader dans les secteurs qu’elle occupe, avec une part de marché de 33 % dans les produits industriels et de 20 % dans les solutions de phosphate. Globalement, ses ventes sont diversifiées à travers le monde.

La plus grande partie de l’EBITDA de l’entreprise provient des ventes de potasse et de solutions de phosphate.

Source: ICL

Le retardateur de feu n’est qu’une partie de l’activité de l’entreprise, qui investit également activement dans les nouvelles technologies. Elle finance notamment des startups et mène sa propre R&D dans les engrais de prochaine génération, incluant :

• Fixation photocatalytique de l’azote à proximité de la plante.
• Production électrochimique d’ammoniac ou de nitrates à la ferme.
• Biostimulants pour améliorer la biodisponibilité des engrais.
• Amélioration de la disponibilité du phosphore grâce aux extraits de plantes, aux micro‑organismes (PSB – bactéries solubilisant le phosphore) et aux produits chimiques.

En tant que producteur à bas coût de brome et de potasse, l’entreprise est bien positionnée pour faire face même à de faibles prix des engrais, tout en misant sur de nouvelles solutions innovantes pour créer de la croissance à l’avenir.

Elle pourrait également bénéficier d’une demande croissante pour les retardateurs de feu, même avant que les traitements en une étape comme celui discuté dans cet article ne arrivent sur le marché.

Référence de l’étude :

^{1. Montemayor, M. D., Rodriguez-Melendez, D., Smith, D. L., Vest, N. A., Palen, B., Chang, E., Moran, A. V., & Grunlan, J. C. (2024). Evaporation induced flame retardant polyelectrolyte complex for cotton. ACS Applied Polymer Materials. https://doi.org/10.1021/acsapm.4c02937}