Transformer des résidus agricoles pour en faire des matériaux durables

Des épluchures de carottes, de pommes de terre… et si l’on vous disait qu’il était possible de transformer ces déchets en matériaux durables? La Chaire de recherche du Canada sur les éco-composites polymères a été renouvelée pour un deuxième mandat en avril dernier. Elle est orientée vers la valorisation de diverses biomasses régionales et nationales dans la fabrication de matériaux d’ingénierie.

Le professeur Mathieu Robert s’intéresse à la durabilité des matériaux. Cela comprend les phénomènes de dégradations et de durabilité environnementale. Les matériaux conventionnels, souvent non recyclables, peuvent avoir un impact néfaste sur l’environnement, notamment lors de leur dégradation. Avec sa chaire, il souhaite valoriser des déchets agricoles pour en faire des matériaux plus verts. Ces derniers sont utilisés sous forme de renforts, pour fortifier d’autres matrices, ou pour en extraire des produits dans le but de, par exemple, synthétiser des polymères biosourcés qui remplaceraient des plastiques pétrosourcés.

Ce qui m’anime le plus dans mon métier, c’est de penser "out of the box". Personne ne se dit : "Je vais prendre des carottes et en extraire quelque chose d’intéressant." Moi, oui!

Professeur Mathieu Robert

Cinq années de recherche prolifique

Au cours des cinq dernières années, la chaire a travaillé sur trois volets différents. Le premier étant le développement de renfort pour les matrices polymères. En d’autres mots, il s’agit de partir d’une plante pour arriver à des fibres, des fibrilles ou des nanotextiles. Une plante a, au sein de sa tige, un renfort mécanique naturel appelé « fibre cellulosique » qui lui permet de se tenir droite : c’est ce qu’on appelle les fibres libériennes. Il s’agit donc d’un atout intéressant qui demanderait beaucoup moins d’énergie à produire que la fibre de verre ou de carbone. Le problème? L’extraction de ces fibres est très complexe. La Chaire de recherche du Canada sur les éco-composites polymères a donc travaillé à la préparation d’une méthode d’extraction mécanique et chimique de ces fibres.

Le deuxième aspect sur lequel la chaire a œuvré portait sur le fait de prendre ces renforts pour en faire des composites afin de les utiliser avec des matrices polymères. Pour cela, il a fallu travailler à la comptabilité chimique de ces deux matériaux afin d’obtenir les propriétés dont ils ont besoin. Finalement, la chaire a aussi étudié la durabilité à long terme de ces nouveaux matériaux naturels.

Les solutions plus écologiques sont très prometteuses pour l’avenir et offrent de beaux avantages. Depuis une dizaine d’années, nous avons de plus en plus de demandes de l’extérieur pour participer à des projets. Notre société est devenue très friande de ce type de solutions, meilleures pour l’environnement. Cependant, ces solutions sont aussi très bien perçues d’un point de vue marketing, afin de se donner une image plus verte. Il faut donc rester lucides.

Professeur Mathieu Robert

Objectif pour les cinq années à venir

Ce premier mandat de cinq ans riche en recherche a permis de mettre en évidence certaines lacunes. Pour préparer ces fibres, la chaire utilise beaucoup de chimie standard, tel que des acides, ce qui peut poser problème d’un point de vue environnemental. Un des objectifs de ce nouveau mandat est donc de travailler sur des techniques d’extraction plus vertes. Ces techniques plus respectueuses de l’environnement seront également utilisées lors de la phase de comptabilité des fibres, qui demande souvent des grèves, faisant appel à la chimie conventionnelle. Outre les matériaux rigides, la chaire travaillera aussi à développer des matériaux souples, utilisés pour de l’isolation au sein des bâtiments et des véhicules, ou dans le textile.

Collaborations

Parmi les collaborateurs du professeur Robert, on retrouve le Consortium de recherche sur la pomme de terre du Québec, Québec Parmentier, The seaweed effect et la Coopérative Monark.