Des bioplastiques issus du bois
La biomasse lignocellulosique est généralement constituée de matière végétale non comestible, notamment certaines cultures spécifiques de bois et d’herbe ainsi que des déchets provenant de l’agroforesterie. Il s’agit également de la ressource renouvelable la plus abondante sur terre, qui est en outre disponible tout au long de l’année. De plus, la biomasse lignocellulosique n’a pas besoin qu’un espace précieux lui soit consacré dans les champs car elle n’a aucun usage agricole ou nutritionnel. Il convient de noter que le bois peut être récolté de manière durable à partir de forêts certifiées. Dans les pays nordiques, on fait pousser plus de forêts qu’on n’en récolte chaque année. Par rapport à d’autres matières premières lignocellulosiques telles que la paille, les matières premières à base de bois utilisées pour la bioraffinerie sont les plus susceptibles de remplacer les composés dérivés des combustibles fossiles dans l’industrie chimique. La mise en place de chaînes de valeur compétitives basées sur des matières premières lignocellulosiques garantira non seulement de disposer en abondance d’une matière première industrielle alternative mais renforcera également la position concurrentielle des produits chimiques et des matériaux biosourcés par rapport à leurs homologues d’origine fossile. Le projet ReTAPP, financé par l’UE et sous l’égide d’Horizon 2020, s’est penché sur la façon de produire du sucre, constitué de fructose, en utilisant la biomasse lignocellulosique provenant de matières premières de feuillus et de résineux. «Les chercheurs ont utilisé des solutions enzymatiques pour remplacer le fructose issu de l’amidon ou des aliments par du fructose dérivé du bois et ont préparé toute la chaîne de valeur pour le lancement du produit sur le marché», explique Matti Heikkilä, coordinateur du projet. De meilleurs taux de conversion Les activités menées dans le cadre de cette initiative se sont divisées en deux catégories principales. La première a consisté à tester, procéder à une mise à l’échelle et démontrer l’efficacité des enzymes ainsi que celle de la technologie innovante développée par les partenaires du projet dans des environnements industriels. La seconde s’est traduite par le développement de cette technologie sous forme d’une entreprise commercialement viable, en produisant un modèle commercial, en identifiant des clients et des marchés potentiels pour le produit et en préparant des partenariats commerciaux. Trois PME européennes, partenaires du projet, ont optimisé les processus de production et en ont démontré la viabilité. SEKAB E-Technology, spécialisé dans la technologie d’extraction de sucre à partir du bois, et Avantium Chemicals, leader mondial dans la production de résine de furandicarboxylate de polyéthylène (PEF) figuraient parmi ces partenaires. Le PEF constitue une alternative révolutionnaire 100 % biosourcée au polytéréphtalate d’éthylène (PET), une forme courante de plastique utilisée dans les bouteilles et les emballages. Un troisième partenaire commercial, MetGen, a mis au point de nouvelles enzymes glucose-isomérases capables de convertir efficacement le glucose issu du bois en fructose. «Nous avons obtenu des résultats nettement meilleurs qu’avec les enzymes habituellement utilisées dans la production commerciale de fructose, avec un taux de conversion de plus de 50 % lors d’un essai pilote de plusieurs tonnes, explique M. Heikkilä. De multiples avantages Le consortium a fait passer la production d’enzymes à l’échelle industrielle. En développant la production de produits chimiques en vrac à partir du bois, le fructose peut servir de matière première renouvelable non alimentaire pour produire du PEF par le biais d’un précurseur, l’acide furandicarboxylique (FDCA). «Cette technologie a été testée dans l’usine de bioraffinerie de démonstration d’Örnsköldsvik, en Suède. Elle peut être utilisée par d’autres projets ou clients, avec des besoins en sucres cellulosiques industriels pour le développement de produits biochimiques en aval», note M. Heikkilä. Une étude économique de haut niveau de la chaîne de valeur ReTAPP a démontré la viabilité économique de l’initiative, tandis que l’analyse du cycle de vie environnemental indiquait une nette diminution des émissions de gaz à effet de serre par rapport aux méthodes conventionnelles actuellement utilisées pour la production de fructose. ReTAPP soutient l’introduction d’alternatives réalisables sur le plan économique, facilitant la transition des matières premières d’origine fossile vers des équivalents durables issus du bois, qu’il s’agisse de produits chimiques, de matériaux, de combustibles ou d’énergie. Cela améliorera l’impact environnemental de la société et réduira son empreinte carbone. M. Heikkilä fait remarquer: «Nous avons fait la démonstration d’une chaîne de valeur biosourcée pour des emballages 100 % renouvelables, moins chers et affichant de meilleures propriétés de barrière que le PET, en utilisant des matières premières de 2ème génération, en l’occurrence le bois. L’ensemble des nouvelles technologies développées et mises en œuvre au cours de ce projet utiliseront des ressources durables très abondantes en Europe et créeront de nouveaux emplois dans le secteur du bioraffinage.»
Mots‑clés
ReTAPP, fructose, enzyme, biosourcé, biomasse lignocellulosique, furandicarboxylate de polyéthylène (PEF), polytéréphtalate d’éthylène (PET)
