Faire progresser la fabrication biosourcée à partir de résidus de biomasse
Une économie circulaire exige non seulement des matières premières renouvelables, mais aussi le remplacement des substances dangereuses présentes dans les matériaux actuels. Le projet NewWave(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a pour objectif d’introduire des matières premières durables biosourcées dans plusieurs chaînes de fabrication, afin de remplacer directement les produits chimiques toxiques et d’origine fossile. En prenant la biomasse résiduelle comme point de départ, le projet combine des stratégies de conversion, de développement de produits et de recyclage afin de réduire l’impact environnemental sur l’ensemble des chaînes de valeur. L’approche de NewWave est basée sur le fractionnement thermochimique (FTC). «Le FTC est une technologie unique qui libère le potentiel de la biomasse et la rend disponible pour la fabrication de produits chimiques et de produits verts sans ajout de produits chimiques ou d’enzymes», explique Bert Van de Beld, coordinateur du projet NewWave. La première étape de ce processus est la pyrolyse rapide, au cours de laquelle la biomasse est rapidement chauffée en l’absence d’oxygène pour produire de la bio-huile de pyrolyse rapide (FPBO pour fast pyrolysis bio-oil). La deuxième étape fractionne la FPBO selon sa fonctionnalité chimique, générant une fraction de lignine réactive, un polymère naturel présent dans le bois, et une fraction riche en sucre, utilisée comme précurseur pour la production de polymères et de solvants.
Remplacer les produits chimiques fossiles et toxiques
NewWave a intégré ces fractions dans plusieurs lignes de fabrication, notamment des panneaux de bois d’ingénierie, des biopolyols pour les applications de polyuréthane, des produits chimiques à base de furane utilisés comme alternatives aux plastiques, aux solvants et aux résines, et de nouveaux produits de bois modifiés. Ces lignes répondent à des exigences techniques et commerciales, en s’appuyant sur des recherches antérieures de l’UE, notamment le projet Bio4Products. Une innovation clé a consisté à remplacer le phénol et le formaldéhyde dans les adhésifs pour bois. «Nous avons développé et testé avec succès des résines de MDF et de contreplaqué utilisant la lignine pyrolytique pour remplacer le phénol à des pourcentages élevés», explique Bert Van de Beld. NewWave a également synthétisé une résine de contreplaqué où le formaldéhyde est remplacé à 100 % par du HMF, un composé organique issu de la déshydratation de sucres réducteurs. Parallèlement, le projet a développé une nouvelle catégorie de matériaux de construction en bois modifié biosourcé. «Ils sont conçus pour remplacer les conservateurs conventionnels toxiques ou d’origine fossile tels que les sels de cuivre, les biocides organiques et la créosote», explique le coordinateur du projet. Des essais en laboratoire ont montré que le nouveau bois modifié «élimine les conservateurs toxiques tout en atteignant la classe de durabilité 2 contre la pourriture brune, la pourriture blanche et les moisissures.»
Récupérer l’eau et l’énergie dans la fabrication circulaire
Le traitement des eaux usées et leur réutilisation font partie intégrante des processus de fabrication quasi sans déchets de NewWave. Les flux d’eaux usées générés par le FTC et les lignes de production en aval sont traités à l’aide de combinaisons adaptées de processus biologiques et physico-chimiques. Cela permet à la fois de recycler l’eau dans le processus et de récupérer de l’énergie. L’un des principaux résultats a été la conversion d’eaux usées industrielles hautement concentrées en une source précieuse de biogaz à forte teneur en méthane, grâce à un dosage optimisé des nutriments et des oligo-éléments pour ces flux spécifiques. «À notre connaissance, les données que nous avons générées sont inédites et aucune publication ne démontre encore une conversion aussi performante des eaux usées industrielles en biogaz», souligne Bert Van de Beld. La plupart des technologies développées dans le cadre du projet présentent un haut potentiel technique, plusieurs produits ayant atteint un niveau de maturité pilote. Le FTC devrait être commercialisé au cours des prochaines années, et la première unité de fractionnement FPBO au monde, devrait être opérationnelle en 2027 aux Pays-Bas. En explorant de nouvelles voies technologiques, NewWave a clarifié les trajectoires de développement des matériaux biosourcés. «Le consortium dispose désormais d’une base stratégique plus solide, et comprend mieux les marchés porteurs pour des matériaux durables ainsi que les conditions nécessaires à leur commercialisation», conclut Bert Van de Beld.
