Green Epoxy : Vers des résines époxy rigides issues de sous-produits forestiers

Le projet Green Epoxy vise le développement de gammes de résines 100 % biosourcées aux performances a minima identiques à celles actuellement commercialisées. Arrivé à mi-parcours, le projet entame une phase de production pilote de résines époxy rigides pour deux marchés d’intérêt industriel : les revêtements de sols et les peintures…

Les étapes clés de l’élaboration des résines époxy.
De gauche à droite : le fractionnement de la biomasse, l’obtention des synthons phénoliques par dépolymérisation, leur fonctionnalisation en prépolymère époxyde, et la synthèse de la résine époxy par réticulation du prépolymère époxyde avec un durcisseur amine.. © Inra UMR 1083 SPO SPIRAL, UMR 1083 SPO SPIRAL
Mis à jour le 26/01/2017
Publié le 26/01/2017

Les résines époxy : des enjeux économiques, environnementaux et de santé publique

Universellement employées dans l’industrie, les résines époxy rigides sont devenues incontournables dans de nombreux secteurs (électricité et  électronique, peinture, transports, construction…) (1). Plus de 70 % de ces résines commerciales sont formulées à partir d’un précurseur époxy (bisphénol A et épichlorhydrine) et d’un durcisseur aminé issu de l’industrie pétrochimique, ce qui pose trois problèmes :  

  • La toxicité des constituants employés. Elle impose leur limitation d’emploi voire leur substitution,
  • Le recours à des molécules pétrosourcées dans un contexte de raréfaction des ressources et de volatilité des prix,
  • Le recours à des procédés chimiques traditionnels qui ne répondent pas systématiquement aux enjeux environnementaux et de valorisation des ressources locales.

Green Epoxy : Un projet construit de l’aval vers l’amont intégrant tous les acteurs

Initié en 2015, Green Epoxy est porté par des acteurs français publics et privés. Il s’inscrit dans une logique de développement à terme d’une filière locale allant de l’approvisionnement en matière première jusqu’à la mise sur le marché des résines polyphénoliques biosourcées.

Alliance Forêt-Bois, partenaire du projet fournit une matière première peu valorisée composée de sous- produits issus de la filière bois comme source de molécules polyphénoliques. S’appuyant sur les savoir–faire développés par les UMR IATE et SPO et l’Institut Charles Gerhardt, ces molécules ont été extraites, dépolymérisées puis fonctionnalisées pour ensuite être testées comme précurseurs époxy. Les durcisseurs conventionnels ont quant à eux été remplacés par des amines biosourcées commerciales tandis que d’autres molécules de substitution (chitosan) ont été expérimentées.

Le projet entre dans une nouvelle phase impliquant les industriels Lefrant Rubco et PCAS pour une montée en échelle des étapes d’extraction, dépolymérisation des phénols et la transposition de la production à une échelle pilote. En dernier lieu, les gammes de résines époxy polyphénoliques 100 % biosourcées seront directement testées par les partenaires utilisateurs finaux : Résipoly pour le secteur des revêtements de sol et Prospa pour les peintures industrielles. Le projet est complété par la réalisation d’études d’impact économique et des analyses d’écotoxicité environnementales et de toxicité sur la santé humaine.  Enfin, différents critères visant à évaluer la qualité et les retombées socio-économiques du projet sont aussi mis en œuvre dans le cadre d’une « auto-évaluation ».

Et après ?

Sur le court terme, les partenaires souhaitent tester d’autres biomasses susceptibles de fournir des polyphénols variés pour ouvrir les champs applicatifs de leur gamme résines époxy.  Le consortium reste ouvert à d’autres acteurs positionnés sur l’ensemble de la « chaîne de valeur des phénols ».
Sur le long terme, le consortium s’est fixé d’autres objectifs :  

  • La création d’une filière locale de production de résines époxy à partir de biomasse,
  • Pour les utilisateurs finaux, des retombées économiques sur leur chiffre d’affaires amorçant une logique de substitution de leur produits actuels par des produits biosourcés,
  • La création d’une usine pouvant générer à terme jusqu’à 7 000 T/an de résine pour les utilisateurs finaux.

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(1)  En 2011, la production mondiale de résines époxy atteignait 2,2 millions de tonnes.

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Hélène FULCRAND Unité mixte de recherche Sciences pour l’œnologie UMR 1083 SPO Inra, Montpellier SupAgro, Université de Montpellier, 2 place Viala 34060 Montpellier cedex 1
Département(s) associé(s) :
Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
Centre(s) associé(s) :
Montpellier

En savoir plus sur le projet Green Epoxy

Objectif : trouver une alternative non toxique pour la production de résines époxy rigides (à partir de biomasse)
Liste des partenaires :
Porteurs du projet : Protéus,  filiale de PCAS
Autres partenaires privés : Alliance Forêt-Bois, Lefrant Rubco, PCAS, Prospa, Résipoly Chrysor
Laboratoires Publics : UMR SPO,  UMR IATE (Cirad, Inra, Montpellier SupAgro, Université de Montpellier), Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux Charles Gerhardt de Montpellier (CNRS, ENSCM, Université de Montpellier)    
Durée du projet : Janvier 2015-février 2018
Financeurs et labellisation : FUI – 18 - labellisation par les pôles de compétitivité IAR, Axelera et Trimatec
Budget global : 2,8 M€

les apports de l’Inra dans le projet

UMR SPO : L’équipe SPIRAL possède une solide expertise dans la chimie des polyphénols et en particulier sur la dépolymérisation des tanins à des fins analytiques et la production de synthons phénoliques biosourcés fonctionnalisés.

L’UMR IATE : Equipe Fractionnement des agro-ressources travaille sur les procédés de broyage, d’extraction et de séparation des matières premières. De nouveaux procédés, tels que les pré-traitements physiques, chimiques ou enzymatiques, le broyage ultra fin, la séparation électrostatique ont été développés dans ce but.   

Brevets issus des établissements de recherche publique apportés au projet

  • Brevet FR1457584, intitulé « Composés dérivés de flavonoïdes et procédé pour leur préparation par dépolymérisation de tanins condensés », déposé le 04/08/14 aux noms de l’INRA, Montpellier SupAgro et l’Université de Montpellier, étendu par PCT.
  • Brevet FR1553769, intitulé « Composé à fonctions époxydes biosourcés, procédé de synthèse d'un tel composé et son utilisation pour la préparation de résine époxyde », déposé le 27/04/15 aux noms de l’INRA et de Montpellier SupAgro, étendu par PCT.