Intégrer les nanomatériaux dans les lignes de production existantes
Axé sur les secteurs de l’emballage, de l’automobile et de l’énergie solaire, le projet OptiNanoPro (Processing and control of novel nanomaterials in packaging, automotive and solar panel processing lines) a réuni 15 partenaires issus des chaînes d’approvisionnement et de valeur. Ensemble, ils ont réalisé une démonstration réussie de l’intégration des nanomatériaux dans les chaînes de production existantes, en tenant compte des améliorations de performances, ainsi que de problématiques telles que la nanosécurité, la durabilité, la productivité et la rentabilité. Les chercheurs ont commencé par développer des formulations innovantes de polymères nanocomposites, en combinant les types et les teneurs appropriés de polymères et de nanoparticules pour chaque besoin applicatif. En nanotechnologie, on définit les nanocomposites polymères comme des solides constitués d’un mélange de deux ou plusieurs matériaux à phases séparées. Les chercheurs ont ensuite ajusté différents procédés de conversion des polymères pour les applications nanocomposites en volume et/ou en surface dans les lignes de production semi-industrielles. Ces processus, utilisés typiquement dans les secteurs ciblés comme l’emballage, l’automobile et la photovoltaïque organique, comprennent: le broyage à billes à haute énergie (HEBM), le compoundage, le moulage par injection , le dépôt par électronébulisation, l’enduction et le contrecollage. 25 processus et produits exploitables Ces travaux ont abouti à la création de 25 processus et produits clés exploitables, notamment des emballages contrecollés, faisant office de barrière, ou injectés (tubes, sachets et pots). Ces emballages utilisent à la fois des plastiques bio et des plastiques standard pour réduire de moitié la perméabilité à l’oxygène, offrant ainsi une protection nettement améliorée pour les produits alimentaires et cosmétiques. Le projet a également produit un film stratifié autonettoyant pour cellules solaires organiques, susceptible d’accroître la capacité d’un panneau solaire à capter de l’énergie. Dans le domaine de l’automobile, les chercheurs d’OptiNanoPro ont mis au point des pièces jusqu’à 20 % plus légères que les actuelles, une réduction de poids qui réduira considérablement la consommation de carburant et les émissions de CO2. Une analyse du cycle de vie (ACV) a été réalisée pour mesurer l’impact environnemental de chaque produit, depuis l’extraction des ressources jusqu’à la production, l’utilisation et la fin de vie. «Concevoir de nouveaux produits avec des cycles de vie polyvalents et utiles est susceptible d’éviter qu’ils ne finissent dans des décharges ou ne jonchent nos océans», explique Mme Élodie Bugnicourt, coordinatrice du projet OptiNanoPro. «Nous avons également créé un certain nombre de tubes et de sachets faciles à vider qui permettent de réduire de 50 % la quantité de produit résiduel lors de l’élimination de l’emballage après utilisation.» Un regard porté vers la commercialisation Selon Mme Bugnicourt, les plans d’affaires et de commercialisation sont désormais disponibles pour les résultats les plus avancés. «Ces produits feront l’objet d’une étude plus approfondie, ce qui permettra de commercialiser les innovations sélectionnées soit via un sous-groupe de partenaires agissant conjointement sur toute la chaîne d’approvisionnement ou de valeur, soit via des partenaires agissant seuls pour obtenir des résultats précis destinés à être utilisés dans de nouvelles applications hors consortium», explique-t-elle. «Il est également très probable que nous développions d’autres idées de recherche allant dans le sens du projet, par exemple en ce qui concerne le transfert des processus du projet et des innovations matérielles vers de nouveaux secteurs.»
Mots‑clés
OptiNanoPro, nanotechnologie, nanocomposites, emballage, automobile, solaire, polymère