Transformer un sous-produit industriel en produits chimiques bio-durables
La lignine est l’un des polymères organiques les plus abondants et les plus renouvelables présent sur Terre. Elle peut donc être transformée en divers produits à valeur ajoutée respectueux de l’environnement, notamment des produits chimiques. Sous-produit du processus de fabrication du papier, il s’agit également d’un polymère extrêmement disponible, en effet, 40 millions de tonnes sont produites chaque année. Malheureusement, au lieu d’être utilisée pour créer des produits chimiques durables, la grande majorité de cette lignine – jusqu’à 95 % – est incinérée comme combustible de faible valeur et extrêmement polluant. Le projet LIBERATE, financé par l’UE, entend changer cette situation en destinant la lignine à d’autres fins que l’incinération et, à la convertir en produits à valeur ajoutée, grâce à l’électrochimie sélective. «L’objectif principal du projet consistait à développer une usine électrochimique qui démontrerait les possibilités commerciales de conversion de la lignine bon marché en produits chimiques bio-durables de grande valeur», explique Francisco Julia, chef de projet au Leitat Technology Centre, le partenaire coordinateur du projet. «Ce faisant, nous contribuerons à réduire la dépendance du secteur de l’énergie aux combustibles importés et à réduire son empreinte environnementale, tout en promouvant l’économie circulaire.»
De la vanilline aux produits chimiques
Le développement d’une installation pilote électrochimique capable de convertir la lignine en vanilline et en mélanges phénoliques a constitué l’une des principales réalisations du projet. «La vanilline est le principal composé chimique de l’extrait de la gousse de vanille», explique Francisco Julia. «Elle est connue comme un agent aromatique, mais elle peut également servir d’élément de base pour la production de produits chimiques.» En se concentrant sur l’aspect des éléments constitutifs, les chercheurs ont pu produire de la vanilline par un processus de dépolymérisation électrochimique et thermique qui oxyde et décompose la lignine en petites molécules. «Ce procédé a non seulement permis un rendement impressionnant de l’ordre de 8 %, mais aussi de produire un mélange phénolique qui peut servir d’antioxydant et de substitut au phénol dans les résines phénol-formaldéhyde», ajoute Sonia Matencio Lloberas, chercheuse principale à Leitat.
Tous les produits sont validés par des utilisateurs finaux industriels
Les chercheurs du projet ont également mis au point un procédé de conversion électrochimique des cyclohexanols biogènes, obtenus à partir de sources naturelles et durables, en un monomère appelé acide 3-propyladipique. «Ce monomère inaugure une nouvelle perspective de précurseurs durables pour les polyamides et les polyesters et constituera un substitut intéressant aux monomères pétrochimiques», ajoute Sonia Matencio Lloberas. Enfin, le projet a créé un processus de conversion électrochimique de la lignine organosolv en un mélange phénolique. Les produits créés par le biais de ces trois procédés ont été entièrement validés par divers utilisateurs industriels.
Mission accomplie, il reste du pain sur la planche
Le projet LIBERATE a parfaitement accompli ce qu’il avait prévu: démontrer la possibilité de convertir la lignine en produits chimiques bio-durables de grande valeur doté d’un haut potentiel commercial.. «Notre succès est le fruit de la formidable coopération de tous les (partenaires du projet qui, ensemble, ont été en mesure d’évaluer et de surmonter les principaux défis techniques liés à l’utilisation de matériaux biosourcés», souligne Sonia Matencio Lloberas. Bien que le projet ait atteint la plupart de ses objectifs techniques, elle estime que des progrès peuvent encore être accomplis: «Une optimisation plus poussée des processus est indispensable à l’amélioration de leur efficacité sur le plan technico-économique et sur celui des ressources.»
Mots‑clés
LIBERATE, lignine, matière première, produits chimiques bio-durables, produits chimiques, polymères, sous-produits industriels, énergie, économie circulaire
