Accueil Blogues Mark Williamson Les bioproduits éclosent (du moins, ils essaient)

Les bioproduits éclosent (du moins, ils essaient)

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Les applications de la lignine et de la nanocellulose deviennent de plus en plus apparentes et montrent des promesses commerciales.
De même, les producteurs forestiers canadiens explorent de nouveaux secteurs d'affaires.

Les nouveaux bioproduits de l'industrie des pâtes et papier ont été jusqu'à présent comme l'énigme de l'œuf et du poussin. Les producteurs de pâte et leurs nouveaux clients potentiels sont naturellement prudents de commercialiser ces produits tant qu'ils ne sont pas sur le marché, mais la pleine commercialisation ne peut en être faite si la percée n'a pas eu lieu. Ces sursauts vers la commercialisation et les votes de confiance semblent commencer à se manifester, bien que timidement, et les œufs commencent à éclore. De plus, quelques industries de l'extérieur semblent encourager, sinon bousculer le marché. Ces nouveaux produits, même dans leur enfance peuvent être un élément important pour atteindre l'audacieuse Vision 2020 de l'Association des Produits Forestiers du Canada, l'APFC, d'augmenter les revenus de l'industrie de 20 milliards de dollars pour 2020.

La compagnie West Fraser s'attaque à la lignine

Quand la compagnie West Fraser Timber a annoncé qu'elle avait créé une usine d'extraction et de purification de 30 tonnes de lignine par jour à son usine de pâte de Hinton, AB, cela représentait un premier pas important vers la commercialisation de ce procédé et de ses dérivés. La nouvelle usine de Hinton résulte des recherches de FPInnovations et du design en procédés de la compagnie Noram Engineering and Constructors. Leur usine témoin de 100 kg par jour qui a démarré à l'usine de Resolute Forest Products à Thunder Bay en Ontario, se voulait un terrain d'essai pour montrer le potentiel commercial des produits de lignine. C'est ce qui fut fait puisque West Fraser est la première à acheter l'idée de fabriquer des adhésifs pour ses propres produits de bois usiné ainsi que pour d'autres usages éventuels pour d'autres industries.

Le marché des produits renouvelables de lignine comme substitut aux matériaux à base de pétrole est très attrayant. Un rapport d'analyse de marché par Frost et Sullivan datant de 2012 concluait que dans un marché de plus de 130 milliards de dollars, la lignine pouvait devenir la plus importante ressource renouvelable d'aromatiques pour l'industrie chimique. Ce rapport mentionne que la première occasion pourrait apparaître dès 2015 par la substitution du phénol dans la plupart de ses usages industriels : résines phénoliques, surfactants, résines époxydes, adhésifs et polyesters. Ceci ne représente qu'un marché et les autres sont disponibles. Domtar et l'UPM ont réalisé le potentiel de ce marché par la création de l'usine LignoBoost de Domtar à Plymouth en Caroline du Nord et l'accord avec UPM de distribuer la lignine BioChoice de Domtar en Europe. Au Canada, LignoForce a rejoint ce marché.

Première utilisation commerciale de la nanocellulose

Les possibilités de la nanocellulose cristalline (NCC) se sont manifestées au début de 2012 quand l'usine de Domtar à Windsor, Québec, a crée son usine témoin CelluForce d'une tonne par jour de capacité. Maintenant, la commercialisation commence à prendre forme avec l'annonce d'une première application commerciale faite par le Docteur Richard Berry de CelluForce, lors de la Conférence Internationale Tappi sur la Nanotechnologie des Matériaux Renouvelables tenue cet été à Vancouver. Cette première application par une compagnie non identifiée améliore la performance des adhésifs pour bois. D'autres utilisations dans d'autres secteurs sont en cours d'essais sur le terrain et dans des usines témoins.

Docteur Berry a bien insisté que cette commercialisation prend du temps – généralement trois ans – et demande la collaboration de talents et de ressources financières. Les accréditations auprès des services de santé et de sécurité prennent du temps également. CelluForce a fait les démarches pour les adhésifs, les fluides d'huile et de gaz, les produits chimiques de traitement des eaux, les additifs à ciment, les formulations de produits d'alimentation, et les modificateurs de rhéologie pour peinture et revêtements. D'après le Docteur Berry, le marché initial pour ces catégories totalise 14 800 tonnes par année. Cependant, le potentiel ultime est beaucoup plus élevé et comprend une grande gamme d'utilisations. Lors d'une présentation faite à la conférence sur la nanotechnologie de Vancouver, Monsieur Jack Miller de Market Intell a estimé que le marché des NCC pouvait représenter 184 000 tonnes par année avec une percée de marché très conservatrice de 5%. Il mentionnait que les textiles et les peintures seraient les plus gros utilisateurs de NCC en volume.

Les fibrilles de cellulose et les macro fibres se font la lutte sur les marchés

Lorsqu'il est question des cristaux à échelle nanométrique, il ne faut pas oublier les fibrilles à échelle micrométrique, en particulier les produits de filaments cellulosiques (CF) créés par FPInnovations et qui sont actuellement produits dans une usine témoin faisant partie de l'usine de papier journal TMP de Kruger à Trois Rivières au Québec. Les sociétés Kruger, Resolute Forest Products et Mercer International ont encouragé le développement de ces applications et leur mise en marché. Bien que ces utilisations soient d'abord dirigées vers le renforcement des pâtes à papier et à carton, l'utilisation des CF en remplacement des produits du pétrole est en cours d'étude. FPInnovations estime que le marché initial des CF comme agents de renfort des produits traditionnels de pâtes et papiers est d'environ 125 000 tonnes par année en Amérique du Nord seulement. Market Intell, pour sa part estimait lors de la conférence de Vancouver que le marché mondial de toutes les formes de cellulose fibrillée utilisée dans le domaine des pâtes et papier serait de près de 1 million de tonnes par année.

Il existe également un potentiel significatif pour les fibres à échelle macro métrique (celles qu'on peut voir à l'œil nu) des usines canadiennes qui constituent un élément majeur des composites thermoplastiques moulés remplaçant la fibre de verre. Par exemple, la firme Magna International crée des utilisations pour pièces d'automobile au service de recherche et développement de son usine des environs de Toronto à partir de fibres de pâtes disponibles sur le marché. Magna prétend que des composites à base de 40% de fibres de polypropylène serait 15% moins lourds qu'avec les plastiques armés de fibre de verre. Réduire le poids tout en conservant les mêmes résistances tout en utilisant des matériaux renouvelables et recyclables sont des objectifs très recherchés de l'industrie automobile. Magna travaille sur une plus grande quantité de matériaux renouvelables dans un composite au polymères qui est actuellement de plus de 50% en poids. Une des clefs de ce succès, parmi d'autres, est la collaboration avec les services de recherche et de développement. Dans le cas présent, la fabrication des fibres et leur spécialisation est faite par un associé de Magna pour la recherche, Alberta Innovates Technologies Futures (AITF). Un membre du service de la recherche chez Magna présentera le programme d'avancement des travaux lors de la conférence de la Plastics Engineers TPO Automotive Engineered Polyolefins de Détroit du 6 au 8 octobre 2014. Le titre de la présentation est : Concero™ Wood Fibre Polymers for Injection Moulded Automotive Applications par le Dr Alex Baltazar de Magna Exteriors. Nous vous tiendrons au courant de cet évènement.

La pâte kraft s'est trouvé également une nouvelle niche de marché. Comme mentionné il y a quelques semaines dans la revue Vancouver Business Magazine, Canfor fournit de la pâte ultra raffinée à un client japonais resté anonyme qui produit sous contrat un nouveau produit pour l'un des plus gros fabricants de téléphones intelligents. Cette compagnie a créé pour la prochaine génération de son produit un écran tactile qui n'est pas plus épais que deux fibres de cellulose, ce qui le rend plus sensible au toucher. Une pâte sans faille est la clef des exigences et c'est ce que Canfor s'efforce de réaliser.

Applications possibles?

Une autre possibilité d'utilisation de la fibre de cellulose ou de ses dérivés a été mis en lumière lors de l'annonce par la société coréenne LG Dispaly Co d'une surface d'affichage flexible de 18'' qu'on peut enrouler, un pas de plus vers la fabrication d'écrans de télévision flexibles. Vraiment pointu! La société LG Display a révélé que sa technologie « Face Seal » est basée sur un film à partir d'un laminage de plusieurs couches, organiques ou non, qui fournit une protection physique aux éléments flexibles OLED. Les fibres de cellulose canadiennes ou leurs dérivés font-ils partie de cet élément? Il est normal de garder tout cela secret pour le moment mais c'est une possibilité. Après tout, la pure cellulose spéciale de Tembec est déjà une des composantes des écrans à cristal liquide et sont un participant majeur dans ce domaine. (La cellulose tri-acétyle qui historiquement a été utilisée pour les films photographiques sert maintenant dans les films optiques protecteurs des surfaces d'affichage LCD pour télévisions et ordinateurs ainsi que pour téléphones portables). Les éléments électroniques flexibles sont également des applications possibles des nanocelluloses.

Des occasions, mais la concurrence est féroce

Il existe de nombreuses possibilités d'utilisation de la fibre de pâte de cellulose en plus de celle des pâtes et papier. Un des buts principaux est de remplacer les produits du pétrole par des sources de produits renouvelables respectueux de la chaîne alimentaire. Il semble bien que le marché n'est pas prêt de disparaître. Suprême ironie : l'industrie des pâtes et papier aurait beaucoup à apprendre de la l'industrie pétrolière, nous dit Monsieur Geoff Clarke, vice président à la planification générale chez Alberta-Pacicfic Forest Industries lors de la conférence de Vancouver sur la nanotechnologie. Il faisait remarquer que les dérivés chimiques et les plastiques représentent seulement 4% du volume d'un baril de pétrole mais 42% de son revenu. De la même façon, une petite partie des copeaux de bois que les usines de pâtes produisent pourraient rapporter énormément si le marché de ces nouveaux produits se développe.

Peut-être nous ne devrions pas compter nos poussins avant qu'ils ne soient éclos. Tel pourrait être l'adage d'une industrie traditionnellement frileuse, mais il semble cependant que certaines sociétés, et certainement FPInnovations, se débarrassent de cette mentalité et avec raison. Après tout, plusieurs occasions commencent à briser leur coquille tandis que d'autres sont encore en couvaison.

Assurons-nous qu'au moment de leur envol, les bioproduits de concert avec les ventes externes d'énergie verte, les produits bio-rafinés tels que le méthanol, l'éthanol et les solvants ainsi que les nouveaux produits du bois, concourent à atteindre le programme de revenus supplémentaires de l'APFC. Cela demandera des développements sérieux, des risques calculés et de la détermination pour amener ces produits sur le marché. N'oublions pas, de plus, que l'effort du Canada dans ce domaine fait partie d'une tendance universelle vers les produits de sources renouvelables. La société UPM a déjà ouvert la voie avec son biococomposite Formi et son automobile concept Biofore démontrant de façon tangible le potentiel de la fibre de pâte. De plus, Weyerhaeuser travaille avec Ford sur des pièces détachées d'automobiles en fibre et son biocomposite THRIVE dans d'autres utilisations thermoplastiques. Les créateurs canadiens et ceux chargés de la mise en œuvre doivent se montrer agressifs dans cette course à la commercialisation.


 
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