Les plastiques biodégradables sont très tendance. Mais il existe encore très peu d'alternatives durables pour les produits contenant de la mousse plastique. ETH Pioneer Fellow Zuzana Sediva développe un procédé qui pourrait un jour être utilisé pour fabriquer des semelles de chaussures et des tapis de yoga à partir de déchets organiques.

Zuzana Sediva adore les pistaches. "Il fut un temps où j'avais l'habitude de les cueillir en Sicile et de les ramener à la maison pour faire de la crème glacée, " se souvient-elle. À l'époque, elle n'avait aucune idée que cette passion serait plus tard l'inspiration pour sa thèse - et finalement pour son idée d'entreprise aussi.

Mais allons-y étape par étape :le scientifique de l'ETH développe une méthode par laquelle les déchets verts peuvent être transformés en mousses plastiques biodégradables qui peuvent être utilisées dans l'industrie automobile ou la construction, mais aussi pour fabriquer des semelles de chaussures, jouets, tapis de yoga, emballages ou matelas. Autrement dit :tout produit nécessitant l'élastique, propriété d'amortissement fournie par les matériaux en mousse.

À l'heure actuelle, ces matériaux ont encore tendance à être fabriqués à partir de ressources fossiles, avec l'ajout de matières synthétiques. Les produits qui en résultent ont un impact environnemental énorme, car il faut des décennies voire des siècles pour que les plastiques se décomposent en microparticules, et ils ne se dégraderont jamais entièrement. Par ailleurs, il est très difficile de recycler des produits en plastique expansé.

La solution de Sediva est durable à deux égards :d'abord, la biomasse utilisée dans son processus est un déchet naturel, provenant en partie de l'agriculture. Ainsi, aucune culture supplémentaire n'est nécessaire. Seconde, le matériau en mousse organique se décompose beaucoup plus rapidement que le plastique en mousse conventionnel.

Propulseur innovant à base de gaz et d'eau

Les bioplastiques sont en plein essor :les volumes de production mondiaux augmentent d'environ 20 à 30 % chaque année. Mais il existe actuellement très peu d'alternatives durables à la mousse plastique, principalement parce que le processus de fabrication chimique nécessite des matières premières aux propriétés très spécifiques. Le plastique conventionnel commence à mousser lorsqu'un propulseur est ajouté, généralement sous haute température et pression. Par contre, les déchets organiques sont généralement sensibles à la chaleur et ne peuvent pas être traités à des températures aussi élevées. "Il est très difficile d'atteindre l'élasticité souhaitée de la mousse en utilisant la biomasse, " explique Sediva.

La solution de Sediva implique l'utilisation d'un nouveau propulseur qui est ajouté au cours du processus de fabrication et permet à la biomasse de mousser à des températures plus basses. Le biopropulseur est complètement vert, contrairement aux additifs synthétiques utilisés dans la production de mousses plastiques. Il est basé sur un mélange de gaz et d'eau que Sediva a développé dans le cadre de sa thèse à l'ETH Zurich. L'année dernière, elle a déposé un brevet pour cela, en partenariat avec l'ETH.

Si les matériaux en mousse fabriqués à partir de déchets organiques doivent atteindre un niveau élevé d'élasticité, une "recette" précise doit être suivie. Cela inclut le propulseur spécialement conçu, une formulation à base de déchets organiques, et un procédé de fabrication spécifique. Sediva se demande si elle devrait également breveter cette "recette" à l'avenir.

Dans le cadre de sa bourse ETH Pioneer Fellowship, Sediva affine maintenant sa méthode pour une utilisation industrielle. Une chose qu'elle sait déjà, cependant, est que la fabrication du nouveau propulseur en grande quantité ne sera pas un problème. "On peut en faire jusqu'à 60, peut-être même 100 litres de mousse à l'heure, " dit-elle. Elle a l'intention de le prouver dans les prochains mois. Cela remplirait l'une des conditions pour que le bioplastique devienne un succès non seulement en laboratoire, mais aussi sur le marché.

Un autre avantage de la méthode Sediva est sa compatibilité avec les procédés traditionnels de fabrication des mousses plastiques, les clients potentiels n'ont donc pas besoin d'infrastructure supplémentaire.

Emballage et chaussures ?

Les clients potentiels dépendront de qui est prêt à être impliqué dans des projets pilotes, elle dit. Elle est actuellement à la recherche de partenaires industriels. "Je pense que l'emballage serait un bon point d'entrée." Ici, des matériaux moussés sont utilisés pour protéger les produits, ou pour le processus de conception. Plus tard, l'industrie de la chaussure pourrait être un autre client potentiel.

Zuzana Sediva a grandi en République tchèque et est venue en Suisse pour étudier la biochimie. Son intérêt pour les matériaux en mousse s'est développé tout naturellement :il fait suite à sa glace maison à la pistache. La crème glacée est essentiellement une mousse comestible. En général, la mousse n'est rien de plus qu'un matériau de faible densité dont les cellules ou les pores sont remplis d'air ou de gaz. Le pain – et même le bois – pourraient même être rangés dans la même catégorie. La faiblesse de Sediva pour la glace à la pistache a conduit à son intérêt scientifique, qui à son tour a conduit à son idée d'entreprise. Dans sa thèse, Sediva a pu démontrer que son propulseur à base de gaz et d'eau est un moyen efficace de fabriquer un matériau en mousse. Ses expériences portaient encore une fois sur la crème glacée, cette fois saveur de vanille.