WP 5 – Production de bioplastiques / Universitat de Girona – Gaiker – Catar Critt Agroressources

En collaboration avec les centres technologiques GAIKER et CATAR-CRITT Agroressources, le groupe de recherche LEPAMAP de l’Université de Girona, a conçu un matériau composite à partir d’une matrice polymère totalement biodégradable à base de polyhydroxyalcanoates (PHA’s), renforcée avec des fibres cellulosiques provenant de la culture d’orge, céréale largement produite dans toute la zone POCTEFA. Cette culture a été choisie en raison de sa production élevée, de sa faible teneur en lignine et sa capacité à produire un matériau à haute valeur ajoutée.

Paille d'orge

Sans apport d’énergie thermique - Le LEPAMAP a développé une méthodologie de production de matériaux composites à partir du mélange de la fibre et de la matrice polymère SANS apporter l’énergie thermique nécessaire à la fusion du polymère et à son incorporation et dispersion dans les fibres. Ainsi, le matériel est produit dans un mélangeur cinétique à haute intensité dans lequel on utilise l’énergie cinétique associée à la rotation des particules et des fibres dans une chambre de mélange, entraînée par un moteur. L’énergie cinétique des particules en rotation se transforme en énergie thermique lorsqu’elles entrent en collision, donnant lieu à une élévation de la température, à la fusion du polymère et au mélange avec la fibre.

Les étapes de production - La fibre cellulosique a été adaptée grâce à différents procédés de purification de surface, ainsi que l’élimination de la teneur en lignine, permettant ainsi l’augmentation de sa teneur en cellulose. A priori, ces actions sur la fibre devraient permettre une meilleure compatibilité fibre-matrice, bien que les résultats aient démontré que cette purification entraînait aussi l’augmentation de la population de groupes hydroxyles de surface. Ces derniers favorisent l’interaction entre les fibres via les liaisons d’hydrogène et la formation d’agrégats de fibres difficilement destructurables durant l’opération de mélange, générant des matériaux aux propriétés plus faibles. C’est pour cela que le matériau fibreux qui a démontré le meilleur comportement est celui provenant d’une seule étape de défibrage sans action chimique à la surface de la fibre.

Les résultats - L’incorporation de fibres à la matrice est satisfaisante, particulièrement pour la fibre uniquement défibrée. Elle permet de produire un matériau à un prix très raisonnable en évitant des opérations supplémentaires qui augmenteraient le prix de production, sans apporter aucune amélioration.

La suite ? L’équipe se concentre maintenant sur la surveillance du matériau dans des conditions atmosphériques simulées - cycles de rayonnement solaire, conditions d’humidité extrêmes - dans le but de visualiser l’effet de l’environnement extérieur sur les propriétés du matériau et ainsi de déterminer son usage éventuel dans le secteur agricole.