L'Institut allemand de recherche sur les textiles et les fibres (DITF) a développé en collaboration avec Fiber Engineering GmbH un procédé pour la production de pots de plantes biodégradables à partir de jacinthes d'eau invasives. Les produits sont rentables et compétitifs. Parallèlement, la production contribuera à lutter contre la propagation de la plante invasive, dont la biomasse sert de matière première pour les pots de plantes.
La jacinthe d'eau à tige épaisse ( Eichhornia crassipes ) est une plante à croissance rapide qui représente déjà une menace pour les écosystèmes existants dans de nombreux pays du monde. Le lac Victoria, en Afrique, est particulièrement touché par sa prolifération. La mortalité massive de poissons due à la raréfaction de l'oxygène, le dégagement de méthane, un gaz à effet de serre, lors de sa décomposition, ainsi que les perturbations du transport maritime et de la production d'énergie sont autant de problèmes qui y sont particulièrement marqués. Ces difficultés laissent présager une situation préoccupante dans de nombreux autres pays. Espèce invasive, la jacinthe d'eau se propage à l'échelle mondiale en raison des activités humaines et menace de nombreux écosystèmes.
Plusieurs méthodes existent déjà pour freiner la prolifération de la jacinthe d'eau à tiges épaisses. La principale consiste à récolter les tapis végétaux dans les cours d'eau et à valoriser la biomasse ainsi obtenue. C'est également l'objectif du projet de recherche cofinancé par le DITF (Instituts allemands de gestion de l'eau, d'hydrologie et de recherche sur les sols), qui vise à produire un nouveau matériau composite économique à partir des fibres végétales . Ce travail a permis de mettre au point un prototype de pot de fleurs compétitif, répondant à toutes les exigences techniques du projet.
Les partenaires du projet ont défini dès le début du projet les exigences matérielles auxquelles le pot de fleurs devait répondre. Cela inclut une bonne stabilité dimensionnelle, qui doit également être présente lorsqu'il est humide (rempli de terreau humide). L'utilisation de matériaux physiologiquement sûrs est une exigence à respecter en raison du contact avec les plantes alimentaires, tout comme une méthode de production rentable et donc compétitive. L'accent est toutefois mis sur la biodégradabilité complète et donc sur la compostabilité sans restriction du pot de fleurs.
Le biomatériau utilisé pour la fabrication des pots provient de Louisiane et y est commercialisé directement par In-Between International sous le nom de CYNTHIA®, en tant que fibre transformée. Cette matière première a fait l'objet de nombreux tests et modifications au DITF (Institut allemand de recherche sur les fibres) concernant sa composition et son aptitude à la transformation technique. Composée principalement de cellulose, elle doit d'abord être tamisée et traitée avec un agent hydrofuge avant toute transformation ultérieure. Ce traitement hydrofuge est nécessaire pour conférer aux pots une certaine résistance à l'humidité.
La matière première préparée doit maintenant être combinée avec un liant. Il lie les fibres végétales et assure la stabilité dimensionnelle du pot de fleurs. Lors d'essais en laboratoire avec différents liants, ceux qui garantissent une bonne aptitude au traitement et des résultats dimensionnellement stables du composite de fibres ont été identifiés. Le choix s'est porté sur un Thermoplastiquequi est facile à traiter dans une presse à chaud et répond en même temps pleinement aux exigences de biodégradabilité.
D'autres tests en laboratoire ont permis de déterminer le rapport idéal entre le liant et la matière première fibreuse. Des tests effectués dans une usine de compostage industrielle ont démontré que les pots de plantes sont entièrement biodégradables et se décomposent dans un délai raisonnable – une stabilité de quatre à six semaines a été spécifiée comme objectif du projet.
Les chercheurs ont produit des échantillons de test pour toutes ces études préliminaires sous forme de panneaux composites en fibres à l’aide d’une presse à chaud. Il était maintenant temps de produire les premiers prototypes de pots de fleurs à partir du matériau fibreux prétraité avec le liant approprié. Cette partie a été reprise par le partenaire du projet, Fiber Engineering GmbH de Karlsruhe. Cette entreprise possède une vaste expertise dans le moulage par injection de fibres (FIM), qui permet la production de pièces moulées en 3 dimensions à partir de fibres en étapes de processus simples et rapides. Fiber Engineering GmbH a optimisé son processus existant de traitement des fibres de jacinthe d'eau. Elle a produit une série de pots de fleurs, réalisant ainsi l’étape finale de l’objectif du projet.
Un calcul des coûts incluant tous les matériaux et procédés utilisés a confirmé que les pots de fleurs peuvent être fabriqués à un prix extrêmement bon marché et sont donc commercialisables, avec un prix de production inférieur à cinq centimes par pot. Dans l'utilisation quotidienne, les crèches apprécieront les avantages tactiles – la solidité et la résistance à l'humidité malgré la capacité du matériau à se décomposer complètement, indique le communiqué de presse. Le fait que le matériau utilisé contribue à résoudre un problème environnemental mondial est susceptible d’être un autre point positif lors de la commercialisation du produit.
Contacts scientifiques :
Dr Iris Elser
Instituts allemands de recherche sur les textiles et les fibres
Responsable du centre de compétences Polymères et composites à fibres
T +49 (0)711 93 40-274
iris.elser@ditf.de
Dr Hagen Altmann
Instituts allemands de recherche sur les textiles et les fibres
Centre de compétences Polymères et composites à fibres
T +49 (0)711 93 40-396
hagen.altmann@ditf.de
Patrick Kaiser
Instituts allemands de recherche sur les textiles et les fibres
Centre de compétences Polymères et composites à fibres
T +49 (0)711 93 40-482
patrick.kaiser@ditf.de
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