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Les fibres ne profitent pas uniquement à votre système digestif

La cellulose, un glucide à longue chaîne, est le principal constituant des parois cellulaires des plantes, qui aide celles-ci à rester rigides et droites. Désormais, une nouvelle technologie de traitement écologique permet de transformer la pulpe des arbres, dans des usines de papier et de pâte à papier, en fibres de cellulose pour votre prochain T-shirt.

Technologies industrielles

La cellulose est abondante dans les plantes ligneuses et les arbres et constitue un composant principal du coton, un produit de base de l’industrie textile. La culture du coton requiert toutefois beaucoup d’eau et de pesticides, et les terres agricoles supplémentaires disponibles pour la culture sont rares. Les fibres de cellulose «régénérées», produites en dissolvant et en filant des fibres naturelles pour en faire de «nouvelles», constituent le deuxième groupe de fibres cellulosiques le plus important après le coton. Communément appelées fibres cellulosiques artificielles (MMCF pour man-made cellulosic fibres), y compris la viscose, elles sont produites à partir de fibres cellulosiques de pâte de bois ou de textiles recyclés. Leur transformation fait intervenir des alcalis caustiques et du disulfure de carbone (CS2), un danger sérieux pour la santé. Le projet NeoCel, qui a reçu un financement de l’entreprise commune Bio-industries, un partenariat public-privé entre l’UE et l’industrie, a apporté une solution écologique et durable.

Un coup de pouce à la «digestion» de la cellulose

Le gestionnaire de projet Mattias Wennerstål de RISE explique les avancées de NeoCel: «NeoCel est une nouvelle technologie de production de MMCF. L’activation et la dissolution conventionnelles des alcalis à froid sont confrontées à des défis; il est impératif d’améliorer la réactivité de la pâte à papier. Nous y parvenons en raccourcissant les chaînes de cellulose et en augmentant la porosité des fibres afin d’accroître leur accessibilité aux solvant.» Cela facilite la dissolution à des températures plus modérées, réduisant de ce fait la consommation d’énergie. En outre, le procédé NeoCel libère la cellulose de manière plus douce et plus écologique sans utiliser de CS2. Enfin, il réutilise également les principaux produits chimiques utilisés pour dissoudre et filer les fibres, une percée qui suscite un intérêt important principalement pour les usines de viscose existantes et au sein de l’industrie de la pâte à papier. Une modélisation sophistiquée des procédés et une boîte à outils analytique ont permis d’améliorer la compréhension fondamentale des fibres cellulosiques au niveau moléculaire afin d’établir des corrélations entre les paramètres des processus et les propriétés des fibres. Mattias Wennerstål développe: «Les simulations de processus modélisées ne sont pas seulement utiles pour le processus NeoCel, elles sont également adaptables à d’autres applications de traitement de la cellulose et donc pertinentes pour une variété de parties prenantes dans l’industrie du traitement de la pâte, du papier et des fibres textiles.»

Des méthodes plus vertes avec des perspectives d’application ambitieuses

Le procédé NeoCel soutient la bioéconomie, permet un contrôle sans précédent du processus et prend en charge de nombreuses sources de pâte différentes. De plus, le traitement continu (par opposition au traitement conventionnel par lots) offre un débit élevé qui permet une production à grande échelle, une révolution pour ce secteur. La qualité des fibres produites en laboratoire était comparable ou supérieure à celle de la viscose. Des expériences et des simulations pilotes à l’échelle ont démontré que la production européenne est économiquement viable si le procédé est intégré à une usine de pâte à papier existante. Enfin, une analyse du cycle de vie (ACV) a révélé que le concept NeoCel peut avoir un impact environnemental de 15 à 50 % inférieur à celui de la production commerciale de viscose. Mattias Wennerstål affirme: «S’il n’est pas surprenant de constater une amélioration des facteurs environnementaux associés à l’utilisation du CS2, nous ne nous attendions pas à voir autant d’autres marqueurs environnementaux améliorés dans une aussi large mesure, comme l’ACV l’a mis en évidence.» NeoCel a développé avec succès un processus évolutif et continu pour la production de MMCF de haute qualité et a démontré les intérêts techno-économiques d’investir dans ce processus. «Plus important encore, la technologie NeoCel offre des avantages environnementaux significatifs», conclut Mattias Wennerstål. Des entreprises dérivées se préparent maintenant à utiliser la méthode de transformation de la pâte en fibres dans des applications d’hygiène et médicales, telles que la production de compresses ou de bandages, et le processus de dissolution de la pâte pour former tous les matériaux composites à base de cellulose. NeoCel devrait avoir un large impact sur l’écologisation des produits, des T-shirts et des bandages aux composites renforcés de fibres naturelles pour de nombreux champs d’application.

Mots‑clés

NeoCel, fibres, pâte, cellulose, viscose, dissolution, CS2, MMCF, usine de pâte à papier, fibres cellulosiques artificielles

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