Développement d’un « papier transparent » pour remplacer le plastique
(japannews.yomiuri.co.jp)- Une équipe de recherche incluant JAMSTEC au Japon a fabriqué d’épaisses feuilles de papier transparent à partir de cellulose issue de biomasse végétale, montrant leur potentiel comme substitut aux contenants en plastique
- Ce nouveau matériau peut être décomposé par des micro-organismes en eau et dioxyde de carbone et, plus épais que les matériaux existants à base de cellulose, il peut être moulé sous des formes comme des gobelets ou des pailles
- La fabrication utilise une poudre de cellulose obtenue à partir des fibres de surface des graines de coton ainsi qu’une solution aqueuse de bromure de lithium, puis un procédé de gélification à haute température suivi du moulage et du séchage
- Une fois transformé en gobelets et en pailles, le matériau présentait une résistance comparable à celle du polycarbonate, et même avec une feuille de 0,7 mm d’épaisseur, il était possible de voir nettement un paysage situé à 100 m
- La commercialisation nécessitera une usine de production de masse ; sur la base d’une unité pilote, le coût de production est estimé à environ trois fois celui du papier ordinaire, tandis que les émissions de CO2 représenteraient environ la moitié de celles du procédé de fabrication du plastique
Papier transparent à base de plantes
- Une équipe de recherche de JAMSTEC et de plusieurs autres institutions a mis au point d’épaisses feuilles de papier transparent en cellulose fabriquée à partir de biomasse végétale
- Alors que le plastique est considéré comme l’une des causes de la pollution marine, ce matériau est attendu comme substitut aux contenants en plastique
- Plus épais que les matériaux existants à base de cellulose, il peut être utilisé pour fabriquer des contenants
Méthode de fabrication et transparence
- La matière première est une poudre de cellulose obtenue à partir des fibres de surface des graines de coton
- Le procédé de fabrication est le suivant
- Dissoudre la poudre de cellulose dans une solution aqueuse de bromure de lithium
- Mélanger en augmentant la température pour obtenir un état gélifié
- Mouler puis sécher le matériau gélifié
- La transparence provient du fait que des fibres à l’échelle du nanomètre, soit du milliardième de mètre, remplissent densément la feuille
- Comme la concentration de fibres est élevée, la lumière ne se diffuse pas et traverse la feuille en ligne droite
Résistance et visibilité
- La résistance du matériau moulé en gobelets et en pailles était presque équivalente à celle du polycarbonate, un type de plastique
- Le papier transparent de 0,7 mm d’épaisseur conservait aussi sa flexibilité
- À travers une feuille de cette épaisseur, il était possible de voir nettement un paysage situé à 100 m
Biodégradabilité en milieu marin
- L’équipe de recherche a étudié la biodégradabilité du papier transparent en partant de l’hypothèse qu’il pourrait se retrouver dans la mer
- Après avoir immergé les feuilles dans la mer, elle a vérifié si des micro-organismes marins pouvaient les décomposer
- Plus la profondeur était importante, moins les micro-organismes étaient nombreux, et plus la décomposition était lente
- Malgré cela, même à une profondeur de 757 m, les feuilles s’étaient en grande partie décomposées en moins de quatre mois
Défis de commercialisation et coûts
- Jusqu’à présent, l’alternative la plus courante aux contenants en plastique était le carton
- Selon des spécialistes du secteur, le carton peut réduire l’intention d’achat car les consommateurs ne peuvent pas voir le contenu
- Le papier transparent peut résoudre ce problème d’absence de visibilité du contenu
- Pour une mise sur le marché, il faudra une usine disposant d’une technologie de production de masse pour ce matériau
- Isobe Noriyuki, chercheur adjoint principal chez JAMSTEC, estime que si une installation pilote est construite pour les essais de démonstration, le coût de production sera d’environ trois fois celui du papier ordinaire
- Selon la même estimation, les émissions de CO2 pourraient être maintenues à environ la moitié de celles du procédé de fabrication du plastique
- Le professeur Masaya Nogi de l’Osaka University estime que, même s’il existait déjà du papier transparent, ce nouveau matériau se distingue par la démonstration de sa biodégradabilité en grande profondeur
1 commentaires
Avis de Hacker News
Si le plastique est autant utilisé, ce n’est pas pour sa transparence, mais parce qu’il est léger et non biodégradable
Comme il dure des milliers d’années, il est aussi pratique pour conserver les aliments, et on peut l’utiliser dans de nombreuses pièces sans trop se soucier de la pluie ni des conditions environnementales
Ce qu’il faudrait, à mon avis, c’est un matériau qui ne se décompose absolument pas dans la plupart des conditions de vie humaines, mais qui se dégrade rapidement lorsqu’on lui applique un signal peu courant, comme certains produits chimiques, une température ou une pression donnée
Le plastique reprend les atouts du bois — légèreté et faible coût —, ceux de la céramique — facilité de mise en forme et étanchéité —, et ceux du métal — durabilité au quotidien — tout en évitant les gros défauts de chacun de ces matériaux
Ce n’est pas parfait, mais quand on additionne les avantages et les inconvénients, on comprend clairement pourquoi il est si largement utilisé
Le papier transparent pourrait résoudre ce problème, mais il faudrait des usines capables de le produire en masse pour le mettre sur le marché
Cela ne pourra pas remplacer tout le plastique, mais une partie, oui, largement
Le plastique remplit de nombreux rôles, donc un seul matériau ne pourra pas tout remplacer, mais il existe clairement des niches significatives pour le plastique jetable
Si on peut le faire sans que le matériau dure des milliers d’années, ce serait un progrès assez important
Vu la quantité de plastique abandonnée dans l’environnement, il est déjà évident que les gens ne s’en soucient pas à ce point
L’ancien redevient-il nouveau ?
https://en.wikipedia.org/wiki/Celluloid
https://en.wikipedia.org/wiki/Cellophane
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads2426
L’objectif semble avoir été d’obtenir un matériau 1) transparent, 2) pouvant être fabriqué avec une épaisseur suffisante, et 3) purement à base de cellulose
La cellophane satisfait les critères 1 et 3, mais il est difficile de la rendre épaisse ; le papier satisfait les critères 2 et 3, mais n’est pas transparent
Le celluloïd n’est pas explicitement abordé dans l’article, mais comme il ne s’agit pas de cellulose pure, il ne semble pas satisfaire le critère 3. Le principal cas d’application semble être l’emballage alimentaire
C’est pourquoi la cellophane n’est généralement utilisée qu’en petites quantités, et il en va de même pour la rayonne
À l’inverse, le bromure de lithium est un sel stable et assez peu coûteux, presque au niveau du prix des éléments qui le composent, ce qui facilite le passage à l’échelle et le recyclage
C’est amusant de voir à quel point tout le monde est devenu insensible à l’idée que certains pays jettent simplement leurs déchets dans la mer
Plutôt que de résoudre ce problème, on s’oriente vers la fabrication de meilleurs déchets
On ne peut pas se contenter de s’énerver contre les pays pauvres du tiers monde que nous avons utilisés comme décharges
Ce n’est pas une exagération : littéralement, presque tout ce que vous triez dans le bac de recyclage finit quelque part dans un océan, loin de chez vous
https://www.theguardian.com/environment/2021/dec/31/waste-co...
https://www.motherjones.com/environment/2023/03/rich-countri...
https://www.theguardian.com/us-news/2019/jun/17/recycled-pla...
https://www.dandc.eu/en/article/industrialised-countries-are...
[0] https://theoceancleanup.com/
La Chine et l’Inde émettent aussi pas mal, mais il faut les considérer différemment au regard de la taille de leur population
Ma mère aide dans une petite boutique de quartier, qui essaie de se passer des emballages en plastique.
Ils ont essayé des films compostables et du papier recyclé, mais soit le coût était trop élevé, soit les matériaux ne tenaient pas bien.
Ce papier transparent à base de cellulose semble assez prometteur. S’il résiste à la chaleur, a un bel aspect et se décompose réellement dans l’environnement, cela pourrait beaucoup aider ce type de commerces.
Je me demande si quelqu’un a déjà travaillé avec ce genre de matériau. J’aimerais surtout savoir quelles sont ses performances en usage réel avec des produits sensibles aux liquides ou à l’humidité.
Il nous faut une nouvelle famille de matériaux qui aient des propriétés proches du plastique, sans pour autant ne pas se décomposer pendant des millénaires ni être impossibles à recycler.
Le problème du stockage des déchets est généralement exagéré, et la pollution aux microplastiques montre clairement la menace que représente le plastique lorsqu’il se fragmente en des millions de petits morceaux[1].
Un plastique durable et stable pose beaucoup moins de problèmes du point de vue des polluants.
[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016041202...
Cela permettrait de conserver la plupart des usages actuels.
Ce n’est pas surprenant, au Japon tout est emballé dans du plastique.
Lors de ma visite au Japon, qui semblait très en avance sur les États-Unis, presque tout était formidable, mais ce point faisait exception.
Apparemment, ils utilisent davantage de sachets, mais moins d’emballages rigides de type coque.
Une vidéo à ce sujet, ainsi que sur la part utilisée comme combustible d’incinération : https://www.youtube.com/watch?v=FU6WogV6UEg
On ne peut pas ne pas penser à la cellophane. https://en.wikipedia.org/wiki/Cellophane
Les émissions de carbone sont peut-être faibles, mais qu’en est-il du coût ?
Ce produit semble résoudre beaucoup de problèmes qui n’ont rien à voir avec les raisons pour lesquelles nous utilisons du plastique.
Si le plastique est partout, c’est parce qu’il est durable et bon marché, et cela explique environ 80 % de ses usages.
Les 20 % restants reposent sur des propriétés comme la résistance aux substances corrosives, et ce matériau semble encore plus à côté de la plaque sur ce point.
Un produit cher et peu durable ne remplacera jamais le plastique. Dire qu’il est aussi solide que le plastique semble faire référence à la résistance à la traction, ce qui n’est pas la propriété que l’industrie regarde principalement.
Quand on emballe du pain, l’important n’est pas de savoir si l’emballage peut soulever un poids similaire, mais s’il peut protéger le produit pendant des mois, voire des années.
Les sacs, c’est bien, les gobelets aussi, mais les pailles sont une idée terrible.
Ses propriétés physiques seraient proches de celles du polycarbonate, donc ce point ne pose pas problème.
L’article ne dit pas à quelle vitesse il se décompose dans des conditions idéales, mais indique que même dans de mauvaises conditions, cela prend 4 mois et nécessite des micro-organismes, pas de simples réactions chimiques comme l’eau, l’oxygène ou les UV.
Dans ce cas, même après une semaine dans une boisson gazeuse, il ne devrait presque pas être affecté ; je ne vois donc pas ce qu’il y a de terrible.
Même s’il ne peut pas remplacer tous les usages du plastique, il semble pouvoir remplacer beaucoup de produits en plastique à usage unique.
Rien que cela, ce serait déjà un bon progrès. Des sacs de courses, pailles, gobelets, assiettes et couverts jetables en cellulose me sembleraient tout à fait acceptables.