La fine fleur des plastiques

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juillet 2011
© Schwartz

Chimie Dans les laboratoires rennais, le tournesol se transforme en plastique. Un exploit qui ouvre une nouvelle voie.

Les matelas de nos grands-parents étaient en plumes, ceux de nos enfants seront peut être en tournesol ! Des chimistes rennaises viennent en effet de produire du polyuréthane, un plastique utilisé dans les peintures, les mousses de coussins ou encore le rembourrage de matelas, à partir de molécules issues de la fabrication de biodiesel ! Publiées en décembre dernier, ces recherches représentent une petite révolution verte, car jusqu’à présent, le processus de fabrication de ce matériau incorporait des isocyanates, des molécules considérées comme toxiques par la directive européenne Reach qui régule l’utilisation des produits chimiques.

Issu du biodiesel

Avec la prise de conscience écologique actuelle, les recherches sur les matériaux verts se sont multipliées.  « Une grande partie des efforts - en recherche académique et industrielle - est consacrée au lactide, un diester issu du maïs, explique Sophie Guillaume, chercheur à l’Institut des sciences chimiques de Rennes. Dans le cadre de la thèse de Marion Hélou, que j’encadrais en partenariat avec Total, nous devions valoriser le glycérol, que le groupe a en grandes quantités car c’est un sous-produit de la fabrication du biodiesel issu du tournesol ou du colza. Au départ nous avons travaillé sur le carbonate de glycérol, mais il est très difficile de le transformer en polymère. Finalement, nous avons concentré nos recherches sur une autre molécule issue du glycérol : le triméthylène carbonate. »  C’est une petite molécule élémentaire, composée d’oxygène, de carbone et d’hydrogène. Avant de devenir plastique, elle s’est alliée avec plusieurs de ses congénères, pour former des chaînes polymères. « Le carbonate en poudre est chauffé avec un catalyseur, ici à base de zinc. » Mais l’ingrédient principal, c’est l’alcool, qui donne à la chaîne une configuration particulière. « Il permet d’obtenir, à l’une des extrémités, une disposition cyclique intéressante des atomes. » L’astuce des chimistes, c’est de modifier aussi l’autre extrémité pour former une chaîne symétrique. « La suite était déjà anticipée. Nous avons ajouté une dernière molécule dont nous supposions qu’elle allait finalement former le polyuréthane ! »
 
Un minimum de catalyseur

Pour poursuivre dans la ligne “verte” de leurs expérimentations, les chimistes ont élaboré un protocole faisant intervenir des quantités minimales de catalyseur : une particule de zinc pour 10000 carbonates. Le zinc pourrait même être remplacé par un confrère organique plus “écolo”, mais « ce n’était pas l’objet des recherches », précise Sophie Guillaume. Autre bon point au compteur du petit nouveau, son procédé de fabrication reste simple et a priori transposable à l’échelle industrielle. Et même si, pour l’heure, aucun projet précis concernant son utilisation n’a été dévoilé, la voie du polyuréthane vert est défrichée.


Céline Duguey

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