Des plantes au lieu du pétrole - rendre tangibles à l'échelle pilote les nouvelles solutions en matière de matériaux biosourcés

Du laboratoire à l'échelle pilote - un chemin semé d'embûches

21.05.2024

Le projet commun INN PRESSME, financé par l'Union européenne à hauteur de 14 millions d'euros, a été lancé il y a trois ans. L'objectif des 27 partenaires du projet, issus de neuf pays européens, est d'établir un écosystème européen pour le développement et la production d'emballages, de solutions énergétiques et de transport à base de plantes, recyclables et/ou biodégradables, ainsi que de biens de consommation. Les neuf cas d'essai prévus avec des prototypes sont actuellement terminés et les résultats sont très encourageants.

Aitiip/INN PRESSME

Revêtement antimicrobien sur des semelles de chaussures imprimées en 3D. Aitiip, Podoactiva, IWN, Fraunhofer ISC et IPC ont participé au développement.

Le Green Deal européen a établi une feuille de route et un ensemble de mesures ambitieuses pour créer une économie européenne durable et verte avec zéro émission nette d'ici 2050. L'Union européenne soutient également la réalisation d'une Europe plus propre et compétitive en coopération avec les acteurs économiques, les consommateurs, les citoyens et les organisations de la société civile par le biais de son programme de recherche HORIZON, dans lequel INN PRESSME est financé. INN PRESSME propose une double approche pour aider les entreprises européennes à atteindre des objectifs climatiques ambitieux.

D'une part, il s'agit de développer des matières premières d'origine végétale pour de nouveaux produits commercialisables et des biens recyclables. Grâce aux nanotechnologies, ces matériaux devraient atteindre, voire dépasser, les performances des matériaux fossiles actuels.

Deuxièmement, il convient de soutenir la numérisation en fournissant aux entreprises toutes les données et tous les outils nécessaires à la modélisation de la chaîne de valeur du cycle de vie qui sont compatibles avec la conversion de la production industrielle - de la conversion des matières premières à la transformation des matériaux. C'est la clé pour maximiser l'utilisation des matières premières dans l'économie circulaire, qui s'accompagne également d'études ACV, ACVC et ICV approfondies.

Au total, neuf cas d'essai pour la production pilote dans des secteurs très différents ont été achevés comme prévu après trois ans de projet. La production de démonstrateurs à partir de matériaux biosourcés pour des emballages, de l'énergie, des transports et des biens de consommation respectueux de l'environnement a été démontrée avec succès à l'échelle pilote. À cette fin, les usines pilotes existantes ont été agrandies grâce aux fonds du projet et adaptées aux nouvelles exigences.

Dans le cadre du projet INN PRESSME, l'Institut Fraunhofer pour la recherche sur les silicates (ISC) s'est attelé à la tâche difficile de préparer les produits fabriqués à partir de matières premières d'origine végétale avec des revêtements fonctionnels biosourcés spéciaux pour répondre à leurs exigences d'utilisation respectives. L'ISC Fraunhofer a participé à six essais au total. L'institut a modifié les matériaux bioORMOCER®, qui ont été conçus comme des couches barrières pour le secteur de l'emballage. Outre les couches barrières pour les emballages à base de papier, des couches optiques et résistantes aux rayures pour les applications automobiles ont été produites à l'aide de ces matériaux ORMOCER® spéciaux. Des revêtements antimicrobiens et faciles à nettoyer pour les articles de sport et les semelles de chaussures ont également été mis au point.

Du laboratoire à l'échelle pilote - un chemin semé d'embûches

Ce qui fonctionne en laboratoire ne donne pas nécessairement le même résultat à l'échelle de la production. L'augmentation des quantités de matériaux produits se fait donc par étapes définies afin d'apporter les ajustements nécessaires à la formulation du matériau et au processus de fabrication. Au Fraunhofer ISC, cette mise à l'échelle a été réalisée jusqu'à l'échelle pilote. Par exemple, un réacteur de 100 litres pour la synthèse de la laque et un système de rouleau à rouleau ont été utilisés pour appliquer les couches de barrière sur un papier modifié par des nanocouches. En raison des faibles épaisseurs de couche requises, 100 litres suffisent pour couvrir jusqu'à 3 000 mètres carrés de surface. Un défi particulier dans le développement de la formulation des revêtements a été d'adapter les revêtements à la qualité et aux exigences des substrats biosourcés respectifs. Les propriétés ont dû être adaptées très individuellement, car les matériaux biosourcés, en particulier, ont des surfaces complexes et ne sont pas très stables à la température ou résistants aux produits chimiques. Le traitement des matériaux biosourcés dans des processus de rouleau à rouleau est également souvent difficile, et les taux de cycle attendus ne sont souvent atteints qu'au prix d'une adaptation supplémentaire.

Cependant, malgré tous les défis techniques, les cas d'essai menés à bien ont prouvé que la mise en place d'un réseau d'usines pilotes à l'échelle européenne dans diverses institutions a été couronnée de succès et que la coopération dans les différentes étapes du travail se déroule sans heurts.

Une infrastructure bien établie pour les entreprises

À l'avenir, ce réseau d'installations pilotes sera accessible aux entreprises par l'intermédiaire d'un point d'entrée unique (SEP). Elles bénéficieront ainsi d'un soutien efficace pour développer leurs propres solutions biosourcées grâce à une infrastructure bien développée, sans avoir à investir dans leurs propres installations. INN PRESSME réduit ainsi considérablement les risques entrepreneuriaux jusqu'à ce que les nouveaux produits à base de plantes soient prêts pour le marché. La dernière année du projet sera consacrée à la mise en place du SEP et à la réalisation d'analyses complètes du cycle de vie et d'évaluations de fin de vie en ce qui concerne la biodégradabilité et la recyclabilité.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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