La lignine dans l’industrie chimique
La lignine est un polymère naturel, mais elle peut également se trouver sous forme modifiée comme des produits secondaires industriels. Les lignines industrielles ne peuvent pas s’utiliser directement pour produire des biomatériaux conformes aux spécifications acceptables du produit. Par conséquent, un prétraitement s’avère nécessaire afin de réduire le contenu en soufre, ainsi que son odeur, et améliorer les propriétés de la lignine pour l’utiliser comme charge renforçante dans les composites et les plastifiants. Le projet SmartLi, financé par l’UE, a mis en œuvre des technologies pour garantir des matières premières en lignine de qualité supérieure pour les fabricants et les utilisateurs finaux industriels. «En plus de la faisabilité industrielle, les matériaux ligneux améliorent les processus durables par la réduction d’émissions de gaz à effet de serre, car ils diminuent notre dépendance à l’égard des matériaux fossiles», explique Christine Hagström-Näsi, coordinatrice du projet. Le projet s’inscrit dans l’initiative d’entreprise commune Bio-based Industries Joint Undertaking (BBI JU), un partenariat public-privé entre l’UE et le consortium Bio-based Industries, avec un financement de 3,7 milliards d’euros. BBI JU se concentre sur la transformation de déchets et résidus biologiques en produits quotidiens plus écologiques grâce à des technologies innovantes. Il contribue donc à la transition d’une économie fondée sur l’énergie fossile vers une bioéconomie durable, générant croissance et emplois. Nouvelles technologies pour la récupération de la lignine Les partenaires de SmartLi ont élaboré et testé plusieurs protocoles pour la production de lignine polymérique présentant des propriétés améliorées et constantes. À l’aide de méthodes de fractionnement pour séparer la lignine, ils ont été capables de récupérer et de caractériser des parties ligneuses présentant des propriétés équivalentes à celles des parties issues de différents matériaux ligneux de départ. Des méthodologies de séparation membranaire ont également fait l’objet d’examens, et les caractéristiques de rendement, de composition et de structure des parties ligneuses ont été analysées. En outre, des partenaires ont employé la nanofiltration comme approche non thermique pour isoler les parties ligneuses. Le projet a démontré avec succès les propriétés antioxydantes de la lignine et son utilisation dans la production de polymères thermoplastiques. La lignine devrait également ajouter de la valeur aux composites grâce à l’amélioration de leur caractère ignifuge. Par ailleurs, la lignine et les parties ligneuses ont été évaluées afin de déterminer leur potentiel à remplacer jusqu’à 75 % du phénol des résines formaldéhydes. Les scientifiques ont travaillé pour comprendre les mécanismes des réactions à l’aide de techniques analytiques avancées et ils ont évalué les propriétés des résines contenant de la lignine, par rapport aux recettes industrielles de référence. Bioéconomie fondée sur la lignine SmartLi a entrepris de mettre en place des voies de valorisation pour l’obtention de la lignine à partir de produits dérivés de l’industrie papetière. Le projet entendait soutenir la bioéconomie et remplacer les matières premières fossiles, entraînant une réduction des émissions de gaz à effet de serre. Atteindre l’utilisation efficace des ressources constitue l’un des principaux objectifs de la bioéconomie. Afin de garantir l’efficacité de leur processus d’innovation, les partenaires ont effectué des évaluations du cycle de vie et de la durabilité, ainsi que des analyses techno-économiques pour les produits et technologies fondés sur la lignine récemment élaborés. «Effectuer une évaluation écologique et économique à un stade précoce de la recherche s’avère essentiel pour le développement des produits et des processus durables. Notre but était d’identifier les difficultés et les avantages responsables de la pénétration du marché», poursuit Hagström-Näsi. En général, le projet SmartLi mettra en place des voies de valorisation pour la lignine, en introduisant les nouveaux bioproduits sur le marché et en remplaçant les ressources non renouvelables. Les technologies innovantes optimisées pendant le projet peuvent être intégrées dans le paysage industriel actuel pour fabriquer des produits issus de la biomasse, créant ainsi des opportunités commerciales et de l’emploi. «En même temps, nos technologies offrent une qualité constante aux produits ligneux, ce qui facilite considérablement leur insertion dans les marchés», ajoute Hagström-Näsi. Les produits ligneux, qui, dans certains cas, sont même plus sûrs que les produits se trouvant actuellement sur le marché, offrent une alternative plus écologique tout en soutenant l’engagement international pris pour construire un secteur industriel solide fondé sur les produits biologiques.
Mots‑clés
SmartLi, lignine, bioéconomie, industrie chimique, polymère
