fr.wedoany.com Rapport : L’Institut Fraunhofer pour la microstructure des matériaux et des systèmes (Fraunhofer Institute for Microstructure of Materials and Systems, IMWS), en coopération avec DEUREX AG, a développé une nouvelle classe de bioplastiques entièrement biodégradables, pouvant servir de solution prête à l’emploi (drop-in) pour les applications plastiques existantes. Ce résultat est issu du projet « BioZ – Innovations biosourcées de Zeitz et de l’Allemagne centrale », porté par l’alliance WIR!, BioZ fonctionnant également comme centre de compétences au sein du réseau méta TransBIB. TransBIB relie des entreprises, des instituts de recherche et des centres d’innovation dans le domaine de la bioéconomie industrielle, avec pour objectif d’accélérer le transfert des technologies biosourcées vers les applications industrielles.
Le cœur du projet réside dans le développement de modificateurs de performance à base de cire biosourcée (biomers), destinés à remplacer les modificateurs pétrochimiques actuellement utilisés dans l’industrie. Ces cires sont biodégradables et peuvent être produites à l’échelle industrielle à partir de matières premières renouvelables. L’objectif de recherche est de substituer partiellement ou totalement les modificateurs de performance pétrochimiques dans les matériaux polymères, tout en développant de nouvelles formulations destinées aux emballages biosourcés. Les composés plastiques utilisés pour les filets d’emballage de fruits et légumes constituent l’une des applications prioritaires : le projet tente d’y remplacer partiellement ou entièrement les polymères conventionnels par des biopolymères techniques, sans perte de transformabilité ni de performance produit.
La particularité de cette approche réside dans sa grande variabilité. Grâce aux modificateurs biosourcés, les chercheurs peuvent ajuster de manière ciblée les propriétés de transformation de biopolymères tels que le polybutylène succinate (PBS), en augmentant ou en diminuant la viscosité. La dispersion de charges supplémentaires (telles que les pigments) est améliorée, et la biodégradabilité de l’ensemble du système n’est pas affectée. À ce jour, aucune technologie comparable basée sur des matières premières renouvelables n’est connue.
La plupart des modificateurs disponibles sur le marché sont à base de cires pétrochimiques ou de copolymères greffés, dont l’aptitude aux applications biodégradables est limitée. La nouvelle approche a été conçue en tenant compte de la compatibilité avec les processus industriels existants : les modificateurs biosourcés peuvent être transformés directement sur les équipements en service, offrant ainsi une voie relativement directe vers la transition durable des systèmes plastiques existants.
La voie technique de ce développement est la suivante : tout d’abord, une dégradation oxydative de la matière première biosourcée issue de la bagasse de canne à sucre permet d’ajuster de manière ciblée la masse moléculaire ; ensuite, une modification chimique des groupes réactifs est réalisée afin d’influencer spécifiquement l’interaction entre le modificateur et le matériau PBS. Les cires obtenues sont incorporées dans les biopolymères par des procédés de mélange à l’état fondu, en discontinu et en continu, puis les microstructures et les propriétés des matériaux sont analysées par les partenaires du projet.
Les recherches ont validé la possibilité de passage de l’échelle laboratoire à l’échelle pilote : grâce à un mélange continu à l’état fondu sur extrudeuse bivis, le débit est passé d’environ 1 kg/h en laboratoire à environ 10 kg/h à l’échelle pilote. Ensuite, à l’échelle industrielle, les formulations développées ont été transformées avec succès en films soufflés, puis utilisées pour la fabrication de bandes de filets d’emballage. Les données expérimentales montrent que l’incorporation de cires biosourcées peut influencer significativement les propriétés rhéologiques et mécaniques du PBS — même un ajout de seulement 1,5 % modifie nettement le comportement d’écoulement, la rigidité et la résistance du matériau.
Les résultats de ce projet illustrent le parcours concret des innovations biosourcées, du laboratoire vers l’application industrielle. L’articulation entre le développement des matériaux, le passage à l’échelle et la mise en œuvre industrielle nécessite précisément le soutien de réseaux de transfert tels que TransBIB. L’expérience du projet BioZ Waxes montre que le transfert réussi d’innovations biosourcées ne repose pas uniquement sur le développement des matériaux eux-mêmes, mais aussi sur des partenaires d’application adaptés, des infrastructures de passage à l’échelle et une expertise couvrant l’ensemble de la chaîne de valeur. TransBIB, en connectant les centres d’innovation existants, en favorisant les échanges entre la recherche et l’industrie et en proposant divers outils numériques, contribue à accélérer la transformation industrielle des résultats après leur passage à l’échelle.
