i+D - Septembre/Octobre 2018 - 43

Tirer profit de chaque molécule - par Emileigh Clare et Todd Sims

La recherche effectuée par
Covestro a démontré que le CO2
offrait une solution de rechange et
une source abondante de carbone
pour la production de mousse de
polyuréthane souple.
(Photo : Covestro)

Berit Stange, Ph. D.,
Covestro
(Photo : Covestro)

Rendre le CO2 durable
Covestro AG, l'un des principaux fabricants de matériaux polymères
de pointe, apporte un point de vue nouveau dans l'industrie en
démontrant comment l'on peut capturer et utiliser à de bonnes fins le
dioxyde de carbone (CO2), l'un des principaux éléments contribuant au
réchauffement planétaire.
Les experts ont cherché en vain pendant près d'un demi-siècle à
résoudre ce problème scientifique, selon Berit Stange, Ph. D.,
gestionnaire des opérations à risques élevés chez Covestro. Désormais,
grâce à une technologie révolutionnaire, il est possible d'utiliser à des
fins pratiques la molécule inerte de dioxyde de carbone, en créant une
mousse de polyuréthane souple qui peut servir à fabriquer des matelas
et du mobilier rembourré durables.
« Depuis de nombreuses années, nous savions que le CO2 était l'un
des principaux gaz à effet de serre émis dans l'atmosphère de la Terre,
mais il n'existait aucun moyen pratique de l'utiliser, explique Mme Stange.
En réduisant notre dépendance à l'égard des matières premières non
renouvelables, le CO2 nous offre une autre source - abondante - de
carbone pour la production de polyuréthane. » Bien que la mousse
de polyuréthane souple ne constitue pas un nouveau matériau pour
les designers d'intérieur (on s'en sert couramment dans les meubles
rembourrés, la literie et les sous-tapis), jusqu'à maintenant, on ne la
fabriquait pas avec du CO2.
Pour commencer, les chimistes de Covestro ont découvert qu'ils
pouvaient fabriquer un polyol à base de CO2 - que l'on a ensuite
nommé le cardyonmd - pour créer de la mousse de polyuréthane souple.
De manière classique, cette mousse est fabriquée au moyen d'une
variété de matières premières, notamment des polyols qui réagissent
avec des isocyanates. La chimie et la collaboration ont été essentielles
pour découvrir que l'on pouvait fabriquer à partir de CO2 la portion polyol
du polyuréthane.

« Nous avons rencontré bien des obstacles au cours du processus »,
rappelle Berit Stange. Parce que le CO2 est une molécule inerte, il faut
généralement une grande quantité d'énergie pour la faire réagir. Mais
si l'on produit plus de CO2 à la fin du processus que l'on en utilise en
l'intégrant au départ, le résultat n'est ni écologique ni économique. Nous
devions donc trouver un réactif approprié ainsi que le bon catalyseur
pour activer le CO2 sans en créer davantage. »
Une fois que les chercheurs ont fait cette découverte, la phase
de recherche et développement de la chimie a commencé. À l'époque,
Covestro exploitait une usine pilote à Leverkusen, en Allemagne, qui se
procurait du CO2 d'une centrale électrique à proximité. L'équipe a fabriqué
des polyols à base de CO2 à des fins d'essai, jusqu'à ce qu'elle atteigne
la qualité désirée en matière de souplesse et de confort.
Actuellement, les grades de polyol cardyon contiennent jusqu'à
20 pour cent de CO2. Non seulement la mousse qui est ainsi produite
est-elle comparable à la mousse classique, mais l'utilisation de CO2 dans
la mousse de polyuréthane profite aussi à l'environnement en réduisant
l'empreinte carbone totale et en établissant une source de carbone
de rechange aux hydrocarbures fossiles et aux matières premières
d'origine biologique.
Selon Mme Stange, ce nouveau matériau est une ressource précieuse
qui peut offrir aux designers d'intérieur une nouvelle option innovante
lorsqu'ils travaillent avec des clients qui désirent vivre selon un certain
mode de vie. « Vous pouvez dormir sur vos deux oreilles en sachant
que vous faites quelque chose de bon pour la planète, ajoute-t-elle. Et
pour ceux qui font des affaires dans le domaine de la chimie, le CO2
n'est plus l'ennemi ; il fait plutôt partie de la solution pour des matériaux
plus durables. »
Actuellement, le polyol cardyon pour la production de mousse souple est
disponible commercialement sur le marché européen, et plusieurs autres
grades de cardyon sont offerts pour les polyuréthanes et les enduits
thermoplastiques. Covestro travaille à différents projets de R et D pour
utiliser le CO2 dans de nombreux autres types de plastiques, notamment
les mousses et élastomères rigides et moulés.

i+D - septembre-octobre 2018

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i+D - Septembre/Octobre 2018

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