Accélérer la production de plastiques respectueux de l'environnement
La demande en biopolymères augmente rapidement, mais les méthodes actuelles de production utilisent des catalyseurs contenant des métaux, qui peuvent représenter un danger pour l'environnement et la santé. Un projet financé par l'UE a mis au point un nouveau réacteur pour éliminer l'usage des métaux. Le projet INNOREX remplace les catalyseurs contenant des métaux par des catalyseurs organiques. Il a aussi conçu un réacteur innovant, utilisant des énergies de substitution et autorisant un processus de polymérisation continu et précis. «Notre projet présente des méthodes qui améliorent la production de polymères, permettant de passer à une grande échelle pour un prix raisonnable», explique Björn Bergmann, le coordinateur du projet INNOREX. INNOREX utilise de l'acide polylactique (PLA), qui sert principalement pour les emballages alimentaires et les couverts jetables. «Le PLA est un polymère constitué de longues chaînes de molécules d'acide lactique. Ce dernier est produit par des bactéries à partir de maïs, par exemple, donc la source du polymère est renouvelable», explique M. Bergmann. «Un autre grand avantage du biopolymère PLA est d'être biodégradable. Lorsqu'il se retrouve dans des centres de compostage industriel, il est digéré par des bactéries, aboutissant finalement à de l'eau et du CO2», ajoute-t-il. INNOREX démontre comment améliorer la cinétique de la réaction et accélérer la polymérisation en utilisant des extrudeuses à double vis. Actuellement, ces extrudeuses ne sont pas utilisées pour une polymérisation à grande échelle, car elles ne sont pas assez efficaces et précises, et n'assurent pas une durée de séjour suffisante. INNOREX cherche à surmonter ces inconvénients en utilisant d'autres sources d'énergie: les micro-ondes, les ultrasons et la lumière laser. Ces techniques peuvent conduire à une polymérisation meilleure, efficace et contrôlée du PLA, dans une extrudeuse à double vis. «Nous avons réussi à utiliser des micro-ondes et des ultrasons dans l'extrudeuse, ajoutant une énergie très ciblée et renforçant la réaction. Nous avons aussi adapté un viscosimètre en ligne, capable d'analyser le matériau en continu et d'indiquer l'avancement de la polymérisation. Nous utilisons ensuite un autre type d'extrudeuse pour purifier le produit», explique M. Bergmann. Il poursuit: «Nous espérons voir plus de processus utiliser des extrudeuses à double vis et délaisser les solvants, afin de respecter davantage l'environnement. Nous espérons également que notre solution participera à commercialiser d'autres processus qui utilisent le même principe de production renforcée. La production de PLA dans une extrudeuse à double vis avait déjà été réalisée. Mais sans intensification elle n'était pas économiquement rentable, jusqu'ici.» Le projet contribue à atteindre les objectifs ambitieux de l'UE en matière d'environnement. «Le processus d'intensification réduit l'énergie nécessaire. De plus, en éliminant l'usage de solvants, il peut réduire la consommation d'énergie et donc l'impact CO2», conclut M. Bergmann. En utilisant un polymère d'origine biologique, INNOREX abandonne l'usage de combustibles fossiles pour des ressources renouvelables. Enfin, le projet peut réduire la quantité de déchets mis en décharge, car le polymère est biodégradable. INNOREX espère maintenant que ses partenaires développent la technique plus avant, conduisant finalement à une commercialisation en vraie grandeur.
Mots‑clés
INNOREX, polymère biologique, PLA, combustibles fossiles, énergies de substitution, matières premières renouvelables, rendement énergétique
