Le FDCA à l'essai dans une usine pilote de R&D

Stora Enso s'est bâti une solide réputation avec ses solutions renouvelables pour les emballages, les biomatériaux, la construction bois et le papier. Personne n'est donc surpris de voir le géant finno-suédois emprunter lui aussi le chemin des bioplastiques. Son choix d'explorer les possibilités du FDCA est tout aussi logique. Ce composé chimique fait en effet l'objet de nombreuses recherches depuis quelques années, à chaque fois avec des résultats positifs. "Le FDCA peut être polymérisé en polyéthylène furanoate ou PEF, qui est le pendant renouvelable du célébrissime PET", explique Hans Boghaert, Manager Energy, Environment & Business Innovation de Stora Enso Langerbrugge. "Ces bioplastiques offrent des propriétés barrières supérieures à celles d'autres copolymères tels que le PET. Ils excellent à empêcher l'oxygène de pénétrer dans l'emballage et/ou le CO2 de s'en échapper. Leur résistance thermique est en outre beaucoup plus élevée, ce qui permet d'utiliser du PEF pour des boissons chaudes ou des aliments à réchauffer. Enfin, ils sont plus solides que les autres copolymères, ce qui rend possible l'emploi d'emballages plus légers pour les mêmes applications, avec un impact positif et durable sur le transport. Remarque importante: le PEF devrait pouvoir aller dans le sac bleu et se recycler selon le même procédé que le PET. Les deux matériaux devraient même pouvoir être combinés dans un même emballage sans que le processus de recyclage n'en soit affecté." La nature de la matière première a aussi été déterminante pour approfondir la fabrication de FDCA. "Ce composé chimique est actuellement essentiellement extrait de sucres", dit Hans Boghaert. "Des études montrent toutefois que la cellulose est aussi une matière première intéressante. Et Stora Enso en a naturellement à profusion puisque le bois est composé pour 40 à 50% de ce polymère naturel. Nous pouvons ainsi donner un contenu nouveau à l'idée de circularité et nous affranchir des matières premières fossiles. Un autre grand atout est que nous sommes déjà bien implantés dans l'industrie de l'emballage à travers Stora Enso. Ce qui va permettre de préparer le marché à l'adoption du FDCA." En dépit de ses multiples atouts et possibilités, le PEF n'est pas encore disponible à grande échelle. "L'extraction de FDCA à partir du sucre est en effet un processus complexe. "Le coût de production élevé a été un obstacle à une percée générale", explique Hans Boghaert. "Notre centre de R&D à Stockholm s'est de ce fait mis en quête d'une méthode alternative qui soit économiquement viable. Ce qui a abouti à un processus à l'échelle du laboratoire, jugé intéressant au point que le management a décidé d'un test à l'échelle préindustrielle." La production de FDCA doit s'opérer sous conditions atmosphériques contrôlées. Le procédé implique en outre une série d'étapes de process qui exigent chacune une installation spécifique (et généralement fabriquée sur mesure). "Nous devons donc procéder aux essais de fabrication indépendamment de toute autre production d'une usine existante", poursuit Hans Boghaert. "D'où la décision de construire une nouvelle usine pilote de R&D. Pour l'emplacement, le choix s'est porté sur une nouvelle implantation industrielle de Lumipaper NV, sur le site de la papeterie de Langerbrugge au North Sea Port de Gand. Ce n'est pas un hasard. Car nous cherchons ici activement des possibilités de co-siting, formule par laquelle les bâtiments et la capacité de production de la papeterie sont mis à la disposition de tiers. Nous y avions aussi un hall de production inutilisé dont les dimensions étaient parfaites pour la nouvelle usine pilote. Le fait que le North Sea Port se profile comme la 'Flanders Biobased Valley' a naturellement aussi pesé dans la balance. Les entreprises désireuses de se consacrer à l'innovation dans les biopackagings peuvent compter sur l'appui du gouvernement flamand." S'il ressort de la phase de test qu'une production de FDCA à grande échelle est économiquement viable et que le secteur de l'emballage exprime son intérêt pour que ce composant soit converti en PEF, Stora Enso est disposée à construire une usine dédiée à sa production industrielle. Hans Boghaert: "Nous pouvons aussi parfaitement y pourvoir à Langerbrugge, avec les terrains industriels et l'infrastructure disponibles. On ignore toutefois si le management du groupe Stora Enso décidera effectivement d'ériger l'usine ici. Il est malgré tout important que ces possibilités existent car l'expertise accumulée ne devra ainsi pas déménager. L'expertise présente est considérable. D'un côté, nous pouvons compter sur les partenariats avec les instituts de recherche et les start-up. De l'autre, nous sommes relativement certains de pouvoir trouver les bons profils ici. L'équipe opérationnelle se composera de seize personnes, dont le pilot plant manager (Joris Franckaert, ex-asset engineer de Langerbrugge Mill), un lead chemical engineer, un ingénieur de process, un analyste chimique et douze opérateurs. L'usine pilote de R&D sera exploitée en continu selon notre fameux système à 5 équipes, avec deux opérateurs par équipe." Lorsque nous avons rendu visite au site de Stora Enso fin décembre, on ne voyait pas encore grand-chose de l'usine pilote de R&D dans le port de Gand. Juste un vaste chantier au stade du gros-oeuvre. Hans Boghaert promet malgré tout que la production pourra commencer à l'été 2021. "Nous recevrons fin mars les premiers appareils ainsi que les installations optimisées sur nos processus, et qui doivent former ensemble un équipement de production unique. L'usine sera composée d'éléments préfabriqués dessinés suivant les directives de l'équipe R&D de Stora Enso. On parle ici d'appareillages destinés à filtrer, séparer, concentrer, purifier, oxyder, hydrogéner, cristalliser, etc. Toutes sortes de manipulations courantes dans la chimie mais qui doivent à présent être combinées au sein d'un procédé unique avec lequel Stora Enso compte faire la différence d'un point de vue à la fois économique ET écologique!" Dans un premier temps, la matière première de l'usine pilote sera constituée de sucres. L'objectif est de passer ensuite à la cellulose. "Nous voulons tourner en continu, 24h/7 j", annonce Hans Boghaert. "Mais notre ambition n'est pas de produire de gros volumes. Nous allons au contraire nous limiter à 10 tonnes de FDCA sur base annuelle. L'intention première est et reste de tester le nouveau procédé en termes de rentabilité économique, de stabilité, de qualité et de faisabilité pratique. Et ce ne sera pas facile, car le processus n'est pas encore décrit en détail. Tout ne s'arrête d'ailleurs pas avec notre production: le FDCA doit encore être converti en PEF, puis en emballages. Stora Enso doit donc se mettre à la recherche d'acteurs désireux de collaborer avec nous. Le défi est énorme, mais nous sommes convaincus de pouvoir mener cette mission à bien. Et ainsi jeter les bases d'une activité totalement nouvelle pour Stora Enso."