Comment les nouvelles méthodes de chauffage améliorent la fabrication à partir de ressources biologiques
Le secteur industriel ne manque pas d’objectifs en matière de durabilité. Le plus difficile est de les transformer en matériaux et en processus que les usines peuvent employer tous les jours avec une qualité prévisible. Le projet GREEN-LOOP(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, entendait combler cette lacune en développant des produits de substitution d’origine biologique et en adaptant les lignes de fabrication de manière à ce que ces matériaux puissent être traités avec un contrôle plus strict et une demande de ressources plus faible. Dans le cadre du programme «Numérique, industrie et espace» d’Horizon Europe, le projet a conçu et optimisé trois composants biosourcés: des panneaux en caoutchouc pour des applications multifonctionnelles, des bouchons de bouteille en bioplastique pour l’huile, et des roulements en bois composite pour les machines d’injection plastique. Outre les matériaux, GREEN-LOOP s’est penché sur la production, le suivi et le traitement en fin de vie, dans le but de minimiser les déchets et d’accroître la circularité dans chaque chaîne de valeur.
Moderniser les chaînes de production pour la transformation des matériaux biosourcés
Le passage des composés d’origine fossile aux composés d’origine biologique révèle souvent un problème fondamental: les équipements existants ont été conçus en fonction de matériaux prévisibles et de fenêtres de traitement stables. GREEN-LOOP s’est concentré sur la modernisation, en combinant des améliorations ciblées avec la surveillance et l’optimisation numérique, de sorte que les lignes actuelles puissent être adaptées au lieu d’être remplacées. L’un des principaux enseignements concernait la sensibilité lors de la transformation. Comme l’expliquent les coordinateurs du projet, Luis Enrique et Ignacio Fernández: «Les matériaux biosourcés sont souvent plus sensibles aux conditions de formulation et de traitement que les matériaux conventionnels, de sorte que l’obtention d’une résistance mécanique ou d’une résistance à l’usure comparables nécessite un contrôle plus strict et une conception plus intelligente.»
Un traitement par micro-ondes et ultrasons pour une production plus propre et plus efficace
GREEN-LOOP a testé des méthodes de traitement avancées pour améliorer la fourniture d’énergie. Le chauffage par micro-ondes a été étudié pour l’extrusion et le moulage par injection, en recourant à la modélisation pour guider la conception de l’équipement et favoriser un chauffage plus uniforme. Les ultrasons ont été intégrés dans plusieurs étapes, notamment l’extraction de la lignine et la dévulcanisation du caoutchouc. En fournissant l’énergie plus près de l’endroit où elle est nécessaire, ces approches peuvent raccourcir le temps de traitement et réduire les pertes thermiques. En pratique, le projet fait état d’économies d’énergie, d’un meilleur contrôle des processus et d’un potentiel de réduction des émissions grâce à ces améliorations. Le développement des matériaux s’est déroulé en parallèle, notamment l’utilisation de ressources renouvelables telles que le liège et les polymères biosourcés, comme la lignine. En outre, les additifs sont sélectionnés pour accroître les performances dans des applications spécifiques.
Concevoir des plans de fin de vie qui fonctionnent en dehors du laboratoire
«L’amélioration de la production ne représente que la moitié du travail si les produits finissent toujours en déchets», affirment les coordinateurs du projet. GREEN-LOOP a traité la fin de vie comme une contrainte de conception plutôt que comme un problème en aval. L’approche du projet fondée sur le cycle de vie couvrait l’approvisionnement, la fabrication et l’utilisation, tout en tenant compte dès le départ des possibilités de réutilisation, de remise en état et de recyclage. Cette étape s’est avérée difficile pour des raisons qui dépassent la science des matériaux. Comme l’indiquent les coordinateurs du projet, «l’optimisation de la fabrication des matériaux tout au long du cycle de vie a révélé que la gestion de la fin de vie est souvent l’étape la plus difficile dans la pratique». Les résultats concrets dépendent encore des systèmes de collecte, de la capacité de recyclage et de l’alignement intersectoriel. Parallèlement, les démonstrations industrielles du projet, ainsi que l’évaluation intégrée des performances, des coûts et des incidences sur le cycle de vie, ont également permis de lever un obstacle majeur à l’adoption par l’industrie: l’hésitation due au risque. Les coordinateurs du projet soulignent que la réduction de l’incertitude est souvent plus importante que les améliorations techniques progressives. En associant des démonstrations à des preuves tout au long du cycle de vie, GREEN-LOOP aide les décideurs à évaluer la faisabilité avec une plus grande confiance.
