Fabriquer des matières premières à partir d’effluents gazeux industriels, voici l’idée de base de Carbon4PUR, un projet européen ambitieux visant à réduire notre empreinte écologique. Geert Snellings, Innovation Manager chez Recticel, un important fabricant de polyuréthanes en Europe, a évoqué les avancées et les défis de ce projet lors du Belgian Plastics Day 2021.
Carbon4PUR en bref
Le projet de recherche et d’innovation Carbon4PUR a vu le jour pour étudier la possibilité de convertir les effluents gazeux industriels (flux de CO et de CO2 mélangés) en intermédiaires pour les matières plastiques polyuréthanes en vue de fabriquer des mousses rigides et des matériaux d’isolation et de revêtement pour bâtiments. Le consortium du projet regroupait 14 participants originaires de 7 pays européens : 4 partenaires industriels, 5 universités, 1 organisme de recherche, 1 association industrielle et 2 prestataires de services, dont le grand port maritime de Marseille Fos.
Des polyols aux polyuréthanes. Même si les détails chimiques du projet européen Carbon4PUR peuvent sembler plutôt complexes au commun des mortels, l’idée est en réalité très simple : est-il possible de convertir les effluents gazeux rejetés par l’industrie sidérurgique en polyuréthanes pouvant servir à la production de solutions d’isolation et de revêtements pour l’industrie des plastiques ?
Quelques mots d’explication
Geert Snellings, Innovation Manager chez Recticel, l’un des partenaires du projet, nous explique : « La production sidérurgique libère des tonnes de carbone dans l’atmosphère. Nous nous demandions s’il y avait moyen de réutiliser ces gaz et de les transformer en polyuréthanes par catalyse chimique. Pour des entreprises telles Covestro et Recticel, qui utilisent les polyuréthanes dans la production d’isolants pour bâtiments, il s’agit-là d’une énorme avancée. »
« L’idée consiste à réduire les émissions totales et les besoins en pétrole brut des matières plastiques »
Geert Snellings, Recticel
« Nous avons examiné si Covestro, une entreprise chimique spécialisée dans les matières plastiques, pouvait utiliser les effluents gazeux produits par son voisin, l’entreprise sidérurgique ArcelorMittal. Avec une telle symbiose industrielle, nous pouvons réduire non seulement les émissions totales, mais aussi les besoins en pétrole brut pour les polyuréthanes utilisés dans les matières plastiques. Voilà la voie à suivre si nous voulons rendre notre industrie et notre économie plus circulaires. »
Tout est une question de chimie
Pendant sa présentation, Geert Snellings a insisté sur les procédés chimiques impliqués. Les polyols jouent un rôle clé : ces « intermédiaires » sont nécessaires pour produire des matériaux isolants et des revêtements en polyuréthanes, qui sont généralement fabriqués à partir de pétrole brut. « Dans notre cas, nous avons remplacé le pétrole brut par des effluents gazeux industriels. Nous les avons nettoyés avant d’utiliser ces composés comme source de carbone dans la fabrication des polyols. Les polyols ainsi générés peuvent servir à produire des polyuréthanes. »
Les résultats obtenus sont tout simplement époustouflants. « Nous avons été surpris de pouvoir fabriquer des panneaux isolants en remplaçant 70 % des polyols produits par une méthode classique par une alternative Carbon4PUR », indique Geert Snellings. « C’est vraiment un bel exemple du principe de capture et d’utilisation du carbone (CUC) : le carbone est capturé et utilisé dans une application qui permet également d’économiser du CO2. »
« Nous sommes parvenus à remplacer 70 % des polyols originaux par des alternatives Carbon4PUR »
Geert Snellings, Recticel
Après de nombreux tests, Geert Snellings et ses partenaires ont découvert que les panneaux isolants produits à une échelle semi-industrielle à partir de polyols Carbon4PUR répondent aux principales spécifications du marché.
« C’est réellement l’un des principaux résultats de ce projet. Nous avons testé d’importantes propriétés telles que la performance thermique, l’inflammabilité et la stabilité dimensionnelle. Résultat : l’utilisation de quantités importantes de polyols Carbon4PUR permet d’obtenir des panneaux légèrement moins robustes, mais qui présentent une qualité très comparable à celle de la référence du marché. »
Travail d’équipe en simultané
Carbon4PUR est le fruit d’un travail d’équipe. Les partenaires du projet sont actifs dans les secteurs de l’industrie, mais aussi dans les domaines de la science et de la recherche. « Ce mélange industriel et académique fonctionne bien », poursuit Geert Snellings. « Il s’agit d’un processus complexe et nous étions par ailleurs limités par le temps. En vue d’accélérer le développement général, nous avons dû travailler simultanément sur différentes pièces du puzzle : composition des gaz issus de la production sidérurgique, conditionnement des gaz, développement d’un catalyseur, création d’un procédé et évaluation de toute la technologie. »
« Quatorze partenaires de sept pays européens ont travaillé ensemble simultanément. Un défi de taille ! »
Geert Snellings, Recticel
Geert Snellings était optimiste depuis le tout début. « Tous les partenaires du projet sont de vrais spécialistes dans leur domaine d’activité. Nous avons eu des réunions constructives et chaque partenaire a facilement pu identifier les nécessités garantissant la réussite du projet. La coordination et la communication étaient également excellentes, même lorsque nous avons dû nous réunir en ligne en raison du coronavirus. »
Utilisation future
Bien qu’il reste énormément de travaux de recherche à mener, Geert Snellings est optimiste quant à l’avenir de cette technologie. « Il s’agit d’un procédé totalement nouveau, le monoxyde de carbone n’ayant pas encore été utilisé comme élément de base dans la fabrication de polyols. Chacun des partenaires a donc dû relever des défis technologiques pour passer à l’étape suivante. »
La direction que Geert Snellings souhaite prendre avec Recticel est on ne peut plus claire. « Si nous voulons réellement faire une différence dans l’économie circulaire, voilà le genre d’innovations durables dans lesquelles nous devons investir. Nous devons nous focaliser sur différentes méthodes de recyclage mécanique et chimique, mais aussi veiller à utiliser des matières premières à faible teneur en carbone, le projet Carbon4PUR étant un bel exemple.
Nous n’agissons pas uniquement en raison des réglementations européennes visant à économiser de l’énergie et à réduire les émissions de CO2, il est également de notre responsabilité en tant qu’entreprise de se focaliser sur des innovations durables et de nouvelles solutions pour une économie circulaire. »
Envie d’en savoir plus concernant le projet Carbon4PUR ? Tous les détails sont disponibles ici. Vous trouverez de plus amples informations sur le Belgian Plastics Day sur cette page.
