Transformer les déchets de jardin et de culture en matières plastiques
Nouveaux procédés de fabrication des bioplastiques
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Transformer les déchets verts, le foin et les algues en plastiques entièrement biodégradables destinés à être utilisés dans les produits médicaux, les composants automobiles, l'isolation et l'emballage, tel est l'objectif d'un nouveau groupe de recherche junior de l'université d'Oldenburg. Dirigée par le Dr Melanie Walther, chimiste, l'équipe combinera des approches respectueuses de l'environnement et orientées vers les applications afin de mettre au point une technologie rentable et économe en énergie pour la fabrication de plastiques innovants à base de polybutylène succinate (PBS), qui sont entièrement fabriqués à partir de déchets organiques. Le ministère fédéral de la recherche, de la technologie et de l'espace (BMFTR) finance le projet EcoPBS à hauteur de 2,7 millions d'euros.
"Les travaux du nouveau groupe de recherche junior visent à proposer des plastiques fabriqués à partir de matières premières renouvelables comme alternative industriellement viable aux plastiques conventionnels", a déclaré le professeur Ralph Bruder, président de l'université d'Oldenburg : Ralph Bruder, président de l'université d'Oldenburg : "L'approbation du financement par le BMFTR reconnaît également l'infrastructure de recherche exceptionnelle de notre université dans ce domaine et souligne le potentiel de l'EcoPBS dans la création d'une économie circulaire respectueuse de l'environnement et du climat."
Rendre les bioplastiques entièrement recyclables et compétitifs
Le PBS ressemble aux plastiques conventionnels que sont le polypropylène et le polyéthylène en termes de robustesse et d'aptitude à la transformation, avec l'avantage majeur d'être facilement biodégradable. Toutefois, les scientifiques n'ont pas encore produit de matériau entièrement biosourcé et entièrement recyclable, et les procédés de fabrication ne sont pas encore adaptés à l'industrie chimique. "Pour obtenir un rendement élevé, il faut des micro-organismes faciles à cultiver et suffisamment stables pour être efficaces dans des processus à faible coût et à faible consommation d'énergie", explique M. Walther.
Dans le cadre de trois sous-projets, le groupe de recherche junior étudiera donc comment transformer un substrat biologique composé de boutures de jardin et de déchets de culture en Bio-PBS. La première étape consistera à optimiser le processus de fermentation : dans le cadre d'un nouveau processus biotechnologique, l'équipe évaluera l'efficacité avec laquelle la matière organique peut être transformée en bioplastique à l'aide de différents types de micro-organismes. Deux processus de fermentation différents - la fermentation acétone-butanol-éthanol (ABE) et la fermentation de l'acide succinique - seront testés.
Nouveaux procédés de fabrication de bioplastiques
Le deuxième sous-projet se concentrera sur le "downstreaming", c'est-à-dire le processus d'élimination des substances étrangères du matériau converti. L'objectif est ici de convertir le composé organique n-butanol en 1,4 butanediol, un alcool bivalent et une matière première importante pour les plastiques. À l'aide de simulations et de l'apprentissage automatique, ils chercheront des moyens d'améliorer les bilans de matière et d'énergie de ce processus.
Une nouvelle substance chimique est également nécessaire pour éliminer les contaminants et produire ainsi le premier BPS entièrement biodégradable. L'équipe a déjà développé un schéma de base pour cette substance et a déposé une demande de brevet. Dans le cadre du troisième sous-projet, elle prévoit d'affiner la technologie. Un autre objectif est d'utiliser les résidus de la production de bio-PBS pour produire de l'électricité et de la chaleur renouvelables qui peuvent être utilisées pour faire fonctionner les installations du laboratoire. Enfin, les chercheurs souhaitent fabriquer les premiers produits à usage industriel - par exemple, des emballages et des matériaux médicaux - à l'aide de modèles numériques en 3D et de PBS entièrement biosourcés.
Collaboration avec des partenaires extérieurs et d'autres universités
Melanie Walther a rejoint l'université d'Oldenburg pour mettre en place le groupe de recherche junior. Un chercheur postdoctoral et trois doctorants mèneront des recherches sous sa supervision. Melanie Walther a étudié la chimie commerciale à l'université de Kiel (CAU), où elle a obtenu sa licence en 2016 et son master en 2018. Elle a obtenu son doctorat dans le domaine des matériaux fonctionnels organiques à l'université de Brême en 2023 et a poursuivi ses recherches en chimie organique en tant que chercheuse postdoctorale.
Il existe actuellement neuf groupes de recherche junior financés par des tiers à l'Université d'Oldenburg. L'objectif est de soutenir des chercheurs en début de carrière exceptionnels et hautement qualifiés comme Walther dans leur parcours vers un poste de professeur ou d'autres postes universitaires de haut niveau. Les autres universités partenaires du projet EcoPBS sont l'Université des sciences appliquées de Hanze (Groningue, Pays-Bas), l'Université de Twente (Enschede, Pays-Bas) et la Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. L'entreprise de jardinage et d'aménagement paysager Oeltjen (Westerstede), l'institut de recherche Fair-Fusion (Emmen, Pays-Bas) et le fournisseur de matières plastiques Biovox (Darmstadt) sont également partenaires du projet.
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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