Lignin Industries transforme la lignine, résidu végétal de l’exploitation forestière, en thermoplastique

S’il existe une matière première naturelle abondante, c’est bien la lignine. Représentant près de 30 % de la biomasse végétale, il s’agit cependant du composant le moins bien valorisé. Cette macromolécule complexe polyphénolique, qui confère leur rigidité aux plantes, est si difficile à dégrader que peu d’industriels s’y intéressent.

L’industrie papetière, forte consommatrice de bois, sépare au maximum la lignine de la cellulose pour obtenir de la pâte à papier la plus blanche possible. C’est pourquoi cette ressource plus qu’abondante est très souvent mise de côté. « Je me suis posée la question, il y a huit ans de cela, pourquoi personne ne faisait quoique ce soit de raisonnable avec cette immense quantité de matières premières de lignine au lieu de la brûler ou de la laisser dans les champs » , se souvient Christopher Carrick, fondateur et directeur technique de la start-up suédoise Lignin Industries. Ainsi, le docteur en chimie des matériaux – possédant une vaste expérience en utilisation de la biomasse – s’est intéressé de près à cette matière première boudée par l’industrie.

Une chimie de cuisine

C’est en « jouant » dans sa cuisine que lui est venue l’idée d’utiliser la lignine pour fabriquer un matériau plastique. « Je voulais faire des figurines Star Wars pour mon fils en utilisant de la lignine, dans des bacs à glaçons », raconte Christopher Carrick. C’est là qu’il s’est aperçu que le matériau qu’il avait « mis au point » avait un comportement proche de celui de certains thermoplastiques. « Mon matériau se solidifiait – ou fondait – à 190 °C. Ce qui signifiait que je pouvais le faire fondre à des températures élevées, le former, puis le solidifier », précise-t-il. Après avoir réalisé plusieurs figurines, Christopher Carrick a envisagé une future entreprise. « C’était vraiment quelque chose d’unique de pouvoir fabriquer quelque chose de thermoplastique à partir d’un matériau résiduel de l’industrie du bois ou de la biomasse », raconte le chimiste.

Avant de constater qu’en Europe – et notamment en France -, il existe de nombreuses discussions sur l’utilisation du bois et de la biomasse pour la production d’énergie. « Je trouve cela assez grave qu’après 1 200 ans d’excellence forestières ou agricole, nous utilisions encore très peu cette ressource », se désole Christopher Carrick. Avant d’insister : « Je me suis donc fixé l’objectif d’utiliser au maximum tout ce que nous fournit Mère Nature, et c’est également l’objectif de Lignin Industries ». Pour produire son thermoplastique, la start-up suédoise mélange la lignine à une huile biosourcée (dont l’origine n’est pas précisée), permettant ainsi d’obtenir des granulés commercialisés sous le nom de Renol, qui permettent ensuite d’obtenir un mélange-maître. « Notre thermoplastique est une solution drop-in que l’on peut incorporer directement à un mélange existant pétrosourcé. Cela peut-être à la fois des matériaux recyclés ou des résines vierges », explique Fredrik Malmfors, président-directeur général. Concrètement, Lignin Industries ne cherche pas à produire une alternative aux matériaux plastiques mais à diminuer la dépendance aux ressources fossiles. « Nous essayons de produire un matériau thermoplastique compatible avec les plastiques existants », ajoute Fredrik Malmfors. Pour l’instant, la société propose un produit compatible avec le polypropylène, le polyéthylène et l’ABS (acrylonitrile butadiène styrène). « Nous voulons être exactement comme le polyéthylène, le polypropylène et l’ABS, et conserver le caractère recyclable de ces plastiques », précise Christopher Carrick. En se concentrant sur ces trois types de polymères, Lignin Industries vise plus de 50 % du marché des plastiques. Pour l’instant, il est possible de mélanger le Renol à hauteur de 15 % à 40 %. « Nous pouvons donc remplacer une part non négligeable du « gâteau fossile » en terme de matières premières », pointe Fredrik Malmfors.

« Au départ, notre solution était considérée comme une mauvaise idée car les gens voulaient que ce soit 100 % biosourcé ou 100 % fossile, mais pas de mélange », se rappelle Christopher Carrick. Cependant, l’utilisation de plastiques 100 % biosourcés dans des unités de production déjà existantes ne fonctionnait pas. Il devenait donc nécessaire, pour utiliser un nouveau matériau à 100 % biosourcé, de changer les équipements, engendrant des investissements conséquents. C’est pourquoi Lignin Industries a opté pour une solution drop-in, afin de répondre au besoin des industriels du secteur des plastiques – notamment les mouleurs – de conserver leurs équipements actuels. « Nous nous sommes concentrés sur la simplicité d’utilisation de notre matériau. Nous commençons avec 10 à 15 % de Renol pour montrer que notre solution fonctionne et pour éliminer également un peu de scepticisme vis-à-vis de ce type de solutions », démontre Christopher Carrick. Avec le temps, la start-up sera en mesure d’augmenter les taux d’utilisation et d’élargir les domaines d’applications de son thermoplastique.

Une extension à l’international

Pour l’instant, Lignin Industries possède et exploite une unité industrielle d’une capacité de production de 2 000 tonnes de Renol par an. Celle-ci est implantée à Knivsta, au nord de Stockholm (Suède) et la lignine provient de partenariats avec des papetiers locaux. La start-up dispose également d’une capacité de production de 7 000 t/an grâce à un partenariat avec un plasturgiste suédois. Et une capacité supplémentaire de 15 000 t/an pourrait également être débloquée prochainement via un partenariat avec un plasturgiste français. « Nous travaillons également avec des potentiels fournisseurs de lignine en France », ajoute Christopher Carrick. À terme, la start-up suédoise envisage la création d’une chaîne d’approvisionnement en Europe de l’Ouest, de la production des matières premières jusqu’aux produits finaux. Ainsi, Lignin Industries travaille à multiplier les partenariats de fourniture de matière première ainsi que des accords de production. « Pour l’instant, notre stratégie se construit sur des partenariats de production. Nous n’envisageons pas encore la construction de nouvelles unités », détaille Fredrik Malmfors. Et Christopher Carrick d’expliquer cette stratégie : « La technologie de production que nous utilisons pour produire notre matériau est un procédé standard d’extrusion à double vis de l’industrie des plastiques. Le type de configuration très standard que l’on trouve dans de nombreuses régions de l’industrie » . À cela se rajoute une seconde raison : le souhait d’éviter des investissements trop importants. En exploitant des capacités de production déjà existantes, Lignin Industries est en mesure de mobiliser des fonds pour sa stratégie R&D ou encore sa stratégie commerciale.

Pour l’instant, le Renol de Lignin Industries trouve principalement des applications dans l’emballage ou les pièces automobiles. Et si la société possède une majorité de partenariats avec des compatriotes – le constructeur de poids lourds Scania ou encore la marque de vêtements de sport Craft – ainsi que des partenariats en Europe, la start-up ne s’empêche pas de rêver plus grand. En effet, l’Europe n’est pas le seul continent où la lignine attend patiemment d’être valorisée. « Nous sommes une entreprise assez jeune, donc nous commençons avec l’Europe. Et lorsque nous aurons des volumes suffisamment importants et une puissance économique permettant de nous imposer dans de nouvelles régions du monde, nous le ferons », affirme Christopher Carrick.

© Industries Lignin