Le recyclage des pales d’éoliennes est un défi. Les matériaux composites utilisés sont légers et robustes mais ils sont constitués d’une résine difficile à décomposer et donc à réutiliser. Une nouvelle piste s’ouvre avec une résine, conçue à base de dérivés de lignine, qui serait recyclable à 90 %.

Le recyclage des pales d’éoliennes est un défi. Les matériaux composites utilisés sont légers et robustes mais ils sont constitués d’une résine difficile à décomposer et donc à réutiliser. Une nouvelle piste s’ouvre avec une résine, conçue à base de dérivés de lignine, qui serait recyclable à 90 %.

1 Les résines époxy sont des plastiques polyvalents et faciles à utiliser. Leurs excellentes propriétés mécaniques, thermiques ainsi que leur résistance aux agressions chimiques leur ont ouvert quantités d’applications industrielles, notamment dans des matériaux composites en les associant à des fibres de verre ou de carbone.

2 Les résines sont durcies par une réaction entre deux monomères : un composant à base d’époxyde et un durcisseur, souvent à base d’amines, NH2. Les monomères s’assemblent en polymères linéaires qui forment ensuite un entrelacement tridimensionnel, grâce à la création de liaisons transversales. Cette étroite réticulation confère au matériau son incroyable durabilité. Le revers de la médaille est que cette structure, que l’on retrouve dans tous les plastiques dits « thermodurcissables » comme les polyuréthanes, est difficile à déconstruire. Résultat : ces pièces ne sont pas recyclées ou alors avec de puissants solvants qui endommagent les fibres et rendent la résine inutilisable. Par ailleurs, dans 90 % de ces résines, le composant à base d’époxyde est synthétisé à partir de bisphénol A, un perturbateur endocrinien désormais interdit pour les usages alimentaires. Ces dernières années, de nombreuses équipes ont cherché des monomères pour remplacer le bisphénol A ou ont tenté de développer des résines époxydes recyclables, ou encore biosourcées. Sylvain Caillol et ses collègues, de l’institut Charles-Gerhardt, à Montpellier, à la pointe en matière de polymères biosourcés, viennent de développer une résine qui répond à tous ces critères à la fois.

3 Dans ce projet, une avancée importante avait été réalisée par un ancien doctorant de l’équipe, Florian Cuminet, qui avait découvert que le méthanol, un solvant bien connu, permettait de casser les liaisons au sein de résines, sans avoir réussi à identifier les réactions chimiques en jeu. Autre pièce du puzzle : « Katalin Barta Weissert et ses collègues, de l’université de Graz, en Autriche, nous ont proposé d’utiliser un monomère à base de dérivé de lignine, raconte Sylvain Caillol. Ils pressentaient que le composé époxyde ainsi fabriqué serait sensible à un alcool. » La lignine est un des principaux constituants du bois.

4 « Nous avons testé plusieurs résines époxydes, dont une à base de dérivés furaniques, un monomère que d’autres équipes sont récemment parvenues à extraire de coproduits de l’industrie sylvicole (papetière et ameublement) », poursuit-il. Ces ressources renouvelables extraites de la lignine ont l’intérêt d’être disponibles en quantité, et ont été jusque-là peu valorisées, en général brûlées. La suite est une savante recette de cuisine chimique pour obtenir une résine ad hoc. « Notre résine époxyde biosourcée permet de fabriquer des composites aux propriétés comparables, voire supérieures, aux résines traditionnelles à base de bisphénol A, affirme Sylvain Caillol. Elle est recyclable par une réaction avec du méthanol à basse température (70 °C, sans catalyseur) et permet de revenir aux composants de base à 90 %. » Un pas de plus vers un matériau vertueux. L’équipe travaille déjà avec des entreprises pour élaborer de telles résines ou déconstruire d’autres résines thermodurcissables.