Fiche de Presse Info. 14/02/2006

Une " résine " pour limiter les émissions de polluants

Spécial SIA - Chimie verte

Les résines conventionnelles à base de formol sont responsables de l'émission de composés organiques volatils polluants, les COV, nocifs pour la santé humaine. Elles sont largement employées dans l'industrie de fabrication des panneaux de particules, utilisés notamment dans le mobilier et le bâtiment, Des chercheurs de l'INRA de Montpellier ont mis au point une " résine " à partir de matières premières agricoles pour la réalisation de panneaux de particules de bois aggloméré ou de matériaux composites à base de fibres naturelles (par exemple pailles ou de fibres de chanvre, kénaf, lin, jute et ramie).

Ces " résines " sont réalisées sans solvant à partir de matières premières riches en protéines  comme les glutens de blé ou de maïs, ou les concentrats de protéines d'oléoprotéagineux (colza, soja...). Elles permettent de remplacer en totalité ou en partie les résines conventionnelles à base de formol et donc de limiter les taux d'émission de COV des matériaux correspondants. L'utilisation de ressources renouvelables en substitution de résines synthétiques est un atout. Par ailleurs, le caractère biodégradable ou compostable du matériau composite est désormais souvent recherché et l'utilisation de protéines végétales permet alors le recyclage complet par compostage.

Obtenir des " résines " à partir de protéines végétales

La compréhension des nouvelles fonctionnalités des co-produits riches en protéines est en partie liée aux résultats de l'unité de recherche de  l'INRA de Montpellier montrant que les protéines peuvent être réticulées à faible niveau d'hydratation et sans additif chimique. La réticulation est obtenue en combinant un traitement  thermique avec un traitement mécanique (de cisaillement). La réticulation des protéines correspond à la formation de liaisons chimiques covalentes entre les chaînes d'atomes de plusieurs protéines, et qui provoque le durcissement de la " résine ".

Les protéines végétales sont le plus souvent présentes en quantités importantes dans les co-produits de la transformation des plantes de grande culture. Les glutens de blé ou de maïs sont des co-produits de l'amidonnerie ; les concentrats protéiques sont issus des tourteaux d'oléagineux après extraction de l'huile.

Les protéines végétales utilisées sont d'une manière générale relativement peu coûteuses (environ 0,2 ; 0,5 et 1 €/kg respectivement pour certains coproduits d'amidonnerie, le gluten de maïs et le gluten de blé, pour des teneurs en protéines allant de 55 à 75%).

 
Des " résines " faciles à utiliser et permettant des économies d'énergie

Ce nouveau procédé fonctionne sur les presses utilisées industriellement pour la production des panneaux de particules. Les poudres de protéines et les fibres ou particules de bois sont directement mélangés avant le passage en presse.
Contrairement aux procédés conventionnels qui nécessitent l'utilisation de fibres ou de particules de bois fortement pré-séchées, le nouveau procédé fonctionne avec des fibres qui peuvent contenir 5 à 8 % d'eau, ce qui se traduit par des économies d'énergie.
Le traitement sur presses chauffantes permet de dépasser la température de transition vitreuse des extraits protéiques : ils peuvent ainsi former un réseau liant les particules ou les fibres. Ceci permet de passer d'un système dispersé (poudre de protéines + fibres ou particules de bois) à un système lié (les protéines et les fibres ou particules de bois forment une masse malléable). Ce réseau se stabilise après refroidissement .

Optimiser la réticulation des protéines

En appliquant un traitement mécanique (cisaillement), on abaisse aussi l'énergie d'activation de la thermoréticulation ; il est alors possible d'atteindre des densités de réticulation des protéines très élevées pour des couples temps-températures relativement modérés.

Selon le traitement thermomécanique appliqué, il est possible d'obtenir une gamme très large de taux de réticulation  ; plus le taux de réticulation est élevé plus la sensibilité à l'eau et le gonflement du matériau peuvent être réduits.
Ceci permet de structurer le matériau protéique sans agent chimique et sans décomposition thermique, avec un taux de réticulation similaire à celui obtenu par un traitement par addition de formol ou de tout autre agent chimique de réticulation.
A l'issue d'un partenariat avec l'unité, la société Tate and Lyle a développé et breveté l'utilisation de matières premières  agricoles comme résines pour la réalisation de panneaux de particules de bois aggloméré ou de matériaux composites  à base de fibres naturelles.