Les lignes directrices d'un projet de recherche sur les déchets agro-industriels et leur utilisation potentielle en tant que matériaux appropriés pour le logement et les infrastructures comprennent la conversion des déchets en ressources, substituer des matières premières toxiques à des intrants sains, et la migration de processus de production nocifs vers des processus de production durables.

Le projet Agrowaste est coordonné par Holmer Savastano Jr. à l'École des sciences animales et du génie alimentaire de l'Université de São Paulo (FZEA-USP) à Pirassununga, Brésil.

« Nous avons développé deux axes de recherche :l'un avec les composites à matrice inorganique, explorer l'ajout de cendres volantes de biomasse et de fibres de biomasse à la matrice de ciment Portland pour la production de panneaux de fibrociment plats ou ondulés ; l'autre avec des composites à matrice organique, explorer l'utilisation de fibres et de particules de biomasse liées à des résines végétales pour la production de carton pour l'emballage, palettes et meubles, " dit Savastano.

La gamme de produits inorganiques offrira une alternative à l'amiante-ciment, tandis que la ligne organique offrira une alternative aux panneaux de particules et aux panneaux de particules imprégnés de résine phénolique. L'amiante et les résines phénoliques sont largement considérées comme cancérigènes. Notamment, L'amiante-ciment est interdit dans un nombre croissant de pays (69 actuellement) conformément aux recommandations de l'Organisation mondiale de la santé (OMS).

Les résines phénoliques sont interdites dans plusieurs pays, mais pas au Brésil. Cependant, leurs jours sont comptés. Ils ne sont pas seulement toxiques, mais aussi insoutenables car ce sont des produits pétroliers raffinés. "L'amiante-ciment a été utilisé pendant des décennies, et pendant ce temps, l'industrie s'y est parfaitement adaptée. Cela semblait une solution technique imbattable, notamment grâce à son faible coût, mais l'impact sur la santé oblige à trouver d'autres fibres de renfort moins toxiques, " a déclaré Savastano.

« Notre projet a déjà produit des résultats avec un potentiel de transfert de technologie vers des entreprises commerciales. Le fibrociment peut être utilisé dans la fabrication de toitures ondulées ainsi que de panneaux, revêtements et autres composants pour l'industrie de la construction. Nous n'avons pas simplement remplacé la fibre; plusieurs ajustements ont dû être apportés au processus de production, et nous avons travaillé là-dessus avec des entreprises qui fabriquent du fibrociment au Brésil. Des méthodes spécifiques de durcissement du ciment étaient nécessaires, par exemple, " il a dit.

Une étude menée par Savastano pour développer la technologie de durcissement du fibrociment a produit des panneaux de fibrociment utilisant un mélange de ciment, fibres plastiques et pulpes végétales. « Notre approche consiste de plus en plus à utiliser des cendres volantes de biomasse comme substitut du ciment Portland conventionnel et des fibres végétales à la place des fibres plastiques, " a déclaré Savastano.

Cela configurerait un produit de troisième génération. La première génération était constituée de ciment renforcé de fibres minérales. La deuxième génération déjà viable combine le ciment, fibres plastiques et pulpes végétales. La troisième génération implique la substitution progressive du ciment et des fibres plastiques par des cendres volantes de biomasse et des fibres végétales, réduisant ainsi l'impact du matériau et le rendant plus durable conformément aux attentes environnementales de plus en plus répandues de la société.

"Le plus végétal, le plus durable, " dit Savastano. " Par conséquent, la prochaine étape après le projet en cours, qui touche à sa fin, sera d'effectuer avec précision des analyses de durabilité et de calculer comment l'utilisation de plus grandes quantités de fibres végétales influencerait des variables telles que la consommation d'énergie dans la production et la durabilité du produit final."

Pour l'instant, les fibres végétales utilisées dans la recherche sont encore extraites de la pâte de cellulose en raison de leur disponibilité commerciale. « Dans un pays comme le Brésil, on peut facilement utiliser diverses plantes fibreuses comme sources de pulpe, " dit Savastano. " Par exemple, alternatives importantes dans l'État de São Paulo, qui est le premier producteur de canne à sucre du pays, pourrait être la bagasse de canne à sucre et la paille comme sources à la fois de fibres et de cendres. Si l'on considère le territoire national dans son ensemble, il existe de nombreuses autres alternatives à la biomasse non ligneuse, comme le sisal, banane et bambou, pour ne citer que quelques exemples."

Substitution de la bagasse de canne à sucre à la pulpe de cellulose, par exemple, respecterait l'exigence selon laquelle les déchets doivent être transformés en ressources, contribuer à l'optimisation des procédés agro-industriels. "Ce que nous appelons maintenant des déchets n'est pas du tout des déchets, mais des matières premières mal utilisées, " a déclaré Savastano. " L'un des objectifs de notre projet est d'offrir ce type d'approche à la communauté des affaires. "

Synergie de recherche

La situation géographique de la Guadeloupe sous les tropiques, comme une grande partie du Brésil, est un facteur important dans la synergie réalisée par les équipes de chercheurs de l'USP et de l'UAG. L'agriculture est la locomotive de l'économie guadeloupéenne, et les principales cultures sont la canne à sucre et les bananes.

Parce que la Guadeloupe et le Brésil ont des climats similaires, certaines solutions de construction, comme ceux qui utilisent la biomasse, font partie de la culture traditionnelle dans les deux endroits. En outre, l'interaction entre les deux groupes s'est enrichie de leurs compétences complémentaires. "Ils sont plus forts en chimie et nous sommes plus forts en ingénierie, " a déclaré Savastano.

Pour la ligne bio, impliquant la production de plaques ou panneaux de particules, les chercheurs dépendent de la résine végétale achetée, dans ce cas à base d'huile de ricin. "Nous nous concentrons principalement sur la biomasse, " a déclaré Savastano.

« Il y a une bonne raison à cela :la biomasse représente au moins 85 % de la masse matérielle, tandis que la résine ne représente que 15 pour cent. Nous avons acheté une résine qui répond à toutes les spécifications techniques, mais nous ne maîtrisons pas encore sa production. Si notre projet est d'avoir un avenir, la prochaine étape doit être d'acquérir cette compétence en s'associant à des groupes maîtrisant cette technologie."

Les chercheurs de l'USP ont récemment été contactés par des scientifiques de la North Carolina A&T State University aux États-Unis qui utilisent du fumier de porc pour produire un liant organique ou un agrégat. Ceci n'est qu'un exemple parmi les nombreuses possibilités à explorer en ce qui concerne les résines.

Les chercheurs de l'USP ont travaillé avec des coques de noix de coco vertes, la bagasse de la canne à sucre, sisal, et même des sacs de ciment vides qui ont été jetés après utilisation. Ces matériaux constituent la masse liée par la résine. Une application potentielle est dans l'industrie du meuble, qui pourrait utiliser des panneaux de particules recouverts de fines feuilles de placage de bois ou de stratifié imperméable.

« Ces panneaux ont un potentiel énorme, " a déclaré Savastano. " Ils pourraient avoir plusieurs couches avec une mécanique optimisée, thermique, propriétés acoustiques ou esthétiques, et différents types de panneaux pourraient être conçus pour des usages spécifiques dans la construction, un meuble, emballage, etc. C'est là que l'ingénierie a une contribution majeure à apporter en considérant des facteurs tels que la résistance mécanique, imperméabilité et durabilité. L'échelle de production est la clé, mais en tout cas, le passage à des matériaux alternatifs ne se fera pas du jour au lendemain. Tout ajustement aux processus industriels doit faire l'objet d'une recherche approfondie afin d'assurer la cohérence et la fiabilité à la fois pour les fabricants et les utilisateurs."