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Des produits en fibres thermomoulées pour l’emballage alimentaire et industriel

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Les produits en fibres thermomoulées sont des emballages tridimensionnels et des articles de service alimentaire fabriqués par transformation d'une suspension fibreuse en produits unitaires dans des moules à toile. Ces produits existent déjà, mais ce sont les problématiques environnementales qui y pointent aujourd'hui les projecteurs. L'augmentation du coût du polystyrène expansé d'origine fossile couplée à la recyclabilité de la pâte moulée rend celle-ci le choix le plus intelligent vis-à-vis de l'environnement. Les produits en fibres thermomoulées sont recyclables, compostables et fabriqués à partir d'une ressource naturelle renouvelable.

EXPERTISE EN TECHNOLOGIE DE THERMOMOULAGE DE FIBRES

Grâce à ses installations pilotes, Innofibre est en mesure de réaliser une multitude de projets de développement d'emballages alimentaires ou d'emballages de protection biodégradables et/ou recyclables fabriqués à partir d'une matière première renouvelable. Innofibre contribue à répondre aux besoins criants en matière d'innovation du secteur des ressources naturelles de la Mauricie, notamment par la valorisation de différents types de matières premières lignocellulosiques renouvelables en différents produits d'emballages alimentaires ou de protection innovants ayant des propriétés de barrière, de rigidité et de lissé de surface similaires aux emballages en mousse de polystyrène, tout en étant biodégradables et recyclables. L'utilisation accrue de matières premières renouvelables pour fabriquer des produits respectueux de l'environnement est un besoin majeur pour les grandes, moyennes et petites entreprises, non seulement de la région, mais à travers le Canada. Ces petites entreprises contribuent aux retombées économiques locales et régionales et cherchent à innover pour conserver une longueur d'avance dans un marché de plus en plus globalisé. Tandis que l'écrasante majorité des emballages en pâte thermomoulée utilisés au Canada est importée de Chine, Innofibre apporte des réponses scientifiques et techniques aux défis de fabrication locale de ces emballages en région. La technologie de thermomoulage de fibres répond aux besoins de valorisation des matières premières lignocellulosiques exprimés par de nombreuses organisations locales et régionales.

CONTEXTE RÉGLEMENTAIRE DE DÉVELOPPEMENT DURABLE

Innofibre conduit des projets de recherche et de développement qui répondent aux besoins d'innovation de partenaires industriels majeurs et qui s'inscrivent souvent dans un contexte règlementaire de développement durable. Depuis le 1er janvier 2013, les entreprises locales ou régionales qui génèrent des contenants, emballages et imprimés (CEI) au Québec doivent assumer 100% des coûts associés à la collecte sélective des matières qu'elles produisent ou distribuent. Il s'agit du plus haut taux de redevance en Amérique du Nord. Pour des entreprises qui utilisent des contenants en mousse de polystyrène, cette « taxe » est un incitatif à prendre en compte les impacts environnementaux, sociaux et économiques qu'engendre l'emballage alimentaire en mousse de polystyrène à sa fin de vie. La mousse de polystyrène est un matériau d'emballage populaire à cause de sa légèreté (faible coût de transport) et son bon rapport qualité/prix. Cependant, l'impact environnemental de la mousse de polystyrène est très important. D'une très faible valeur sur le marché de la récupération, les déchets en mousse de polystyrène trouvent difficilement preneur. Les équipements de compactage sont très dispendieux et non rentables. Au Canada, l'unique recycleur de styromousse (situé en Ontario) a fermé ses portes en 2010. Constitués de 98% d'air, mais difficilement compressibles, les déchets en mousse de polystyrène sont volumineux, donc dispendieux à transporter vers les lieux d'élimination et prennent beaucoup de place dans les sites d'enfouissement. Leur coût d'enfouissement est très élevé et leur durée de vie presque éternelle.

EXEMPLES DE PROJETS DE RECHERCHE APPLIQUÉE

Innofibre réalise des projets de recherche appliquée qui couvrent toute la chaine de valeur des produits d'emballages en pâte thermomoulée dont voici quelques exemples.

Un équipementier veut augmenter la productivité, l'efficacité énergétique et la précision de ses machines de thermomoulage de pâte. Des plans expérimentaux ont été concrétisés à l'échelle pilote. Des relations jusqu'alors méconnues entre les spécifications et propriétés des fibres, et les variables du procédé de thermomoulage, ont été élucidées. Cela a permis à l'équipementier d'identifier de manière économique des problèmes de conception dont la résolution permettra de mieux répondre aux besoins d'un investisseur qui veut acquérir une machine de thermomoulage de fibres pour valoriser de manière rentable sa matière première résiduelle.

Un producteur d'emballages en fibres thermomoulées veut améliorer les propriétés barrières, de rigidité, de densité et de productivité de ces produits. Des plans expérimentaux ont été réalisés à l'échelle pilote. Des influences significatives ont été identifiées entre la formulation de la matière première, les variables du procédé de thermomoulage et les propriétés physiques des produits thermomoulés. Avec les données et les informations recueillies, l'industriel a été à même de sélectionner la meilleure configuration à implanter dans l'usine en question et ainsi augmenter la compétitivité de l'entreprise face à un marché d'importation de plus en plus concurrentiel.

Un fabricant de matière première cellulosique veut développer son marché auprès de producteurs d'emballages en pâte thermomoulée. Il veut s'assurer que les propriétés physiques des produits thermomoulés se retrouveront significativement améliorées. L'atteinte de cet avantage compétitif est une condition importante pour la mise en marché de cette matière première. Des essais pilotes ont donc été mis à exécution pour évaluer les propriétés physiques de résistance, durabilité et légèreté des produits de fibres thermomoulées. Des comparaisons sont effectuées entre plusieurs formulations de matières premières cellulosiques. On s'intéresse aux effets de cette matière première sur la qualité, coût et productivité du produit et du procédé de fabrication. Ces informations sont primordiales pour ce fabricant et ses clients.

Un fabricant de charges minérales veut développer son marché auprès de producteurs d'emballages en pâte thermomoulée. Il veut quantifier les avantages significatifs de l'incorporation de charges minérales sur l'efficacité énergétique du procédé (réduction du temps de séchage) et d'augmentation des propriétés barrières des emballages thermomoulés. Plusieurs essais pilotes ont été faits à partir de différents types de charges minérales. Les effets combinés des propriétés des fibres et des variables du procédé de thermomoulage ont été étudiés. Ces essais ont permis de tester plusieurs scénarios de formulation. Avec les résultats obtenus, l'industriel peut proposer à ses clients des solutions mieux adaptées à leurs besoins.

Un utilisateur d'emballages alimentaires en pâte thermomoulée a un besoin de remplacement de ses barquettes en mousse de polystyrène par des barquettes en pâte thermomoulée biodégradables et/ou recyclables ayant des propriétés barrières et de lissé de surface. Des essais pilotes ont donc été exécutés à partir de différents types de fibres, d'additifs et de conditions opératoires. L'influence des propriétés des fibres, des additifs et des paramètres du procédé sur les propriétés physiques des barquettes a été étudiée. Les produits fabriqués ont été testés en conditions industrielles réelles. Les résultats obtenus ont permis de définir précisément les propriétés physiques recherchées en matière d'innovation.

Des investisseurs veulent acquérir une nouvelle unité de fabrication d'emballages en pâte thermomoulée. Ces entrepreneurs veulent déterminer la faisabilité technicoéconomique pour un marché de niche bien identifié avec un approvisionnement en matière première totalement différent. Des essais de mise en pâte et de fabrication de prototypes de produits ont été réalisés en usine pilote. Les pâtes et produits finis ont été caractérisés en fonction du traitement de la matière première. Les résultats obtenus ont permis d'intéresser d'autres partenaires au projet et de poursuivre les démarches de financement.

Source : Innofibre

 

 
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