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Axe Papiers-cartons
Aperçu
Projet : PAC3R, PACkaging, Recycling, Recyclability, Re-use of papers and cardboards
Nathalie MARLIN, Maitre de conférences, HDR (LGP2, Grenoble INP, UGA, Agefpi)
Contact : nathalie.marlin@grenoble-inp.fr
Fabienne ESPITALIER, Professeure (Centre RAPSODEE, IMT Mines Albi)
Contact : fabienne.espitalier@mines-abli.fr
Date de lancement : 01/06/2023
Référence : ANR-22-PERE-0004
La recherche s’articule autour des différents flux sortants des unités de recyclage papier-carton : les fibres recyclées (dites acceptées), les rejets liquides, et les rejets solides, et vise à développer pour chacun de nouveaux procédés de recyclage ou de valorisation plus durables.
Pour la fraction acceptée, il s’agit d’améliorer les liaisons inter-fibres à l’état sec tout en conservant l’aptitude au repulpage. Cette amélioration a pour but de limiter l’apport en additifs et ainsi minimiser les coûts et rejets associés.
Pour la fraction de rejets liquides, il s’agit de développer la bioraffinerie intégrée en unité de recyclage. L’amidon présent dans les cartons usagés et qui s’accumule dans les eaux de process lors du recyclage, est éliminé pour éviter l’encrassement des circuits mais n’est aujourd’hui pas valorisé. L’extraction et la valorisation de ces composés, sous forme polymères ou monomères, pourrait s’appliquer à la biomasse « secondaire ».
Pour la fraction solide, il s’agit de développer des alternatives aux voies de valorisations actuelles plus adaptées aux mélanges et états des matières. La production de cellulose microfibrillée (renfort, agent rhéologique), régénérée (aérogels) ou réticulée (résines) est envisagée pour profiter de l’état endommagé des fibres lignocellulosiques. Pour les rejets à majeur plastique, d’autres voies de thermoconversion sont envisagées pour améliorer le rendement énergétique et diversifier les co-produits.
Puis pour l’ensemble de ces flux, les impacts socio-environnementaux et économiques seront étudiés
Mots-clés : Papier-Carton, Emballage, Fibres Lignocellulosiques, Recyclage, Valorisation, Bioraffinerie, Séparation physico-chimique, Upcycling, Procédés chimiques verts, Procédés enzymatiques, Thermoconversion, Analyse de cycle de vie, Meilleure Technique Disponible, Ecosystème innovant.
Tâches
Nos recherches
Upcycling de la fraction de fibres acceptées issues du recyclage de cartons et valorisation des rejets fibreux
nathalie.marlin@grenoble-inp.fr
- Renforcer les propriétés mécaniques du papier recyclé sans ajout d’amidon, tout en conservant l’aptitude au repulpage
- Valoriser les déchets fibreux en profitant de leur état morphologique
Développement d’un nouveau type de bioraffinerie à partir de « forêt urbaine » : les papiers et cartons récupérés
christine.chirat@grenoble-inp.fr
Extraire l’amidon des cartons pendant leur recyclage, et le valoriser pour éviter son accumulation dans les eaux de process
Aerogels de cellulose et de carbones
romain.sescousse@mines-albi.fr
Apporter une forte valeur ajoutée aux rejets fibreux : produire des matériaux poreux
Valorisation des rejets fibreux complexes et non-recyclables par des méthodes thermiques
marion.carrier@mines-albi.fr
Proposer des procédés de thermoconversion efficaces
Impacts environnementaux et économiques des nouveaux procédés et matériaux développés
valerie.laforest@emse.fr
Faire état des impacts des nouveaux procédés et produits sur l’écosystème territorial
Les chiffres-clés
Laboratoires
Scientifiques
Budget total
Connaitre les impacts de la présence de contaminants multiéchelles (lignine et hémicellulose, charges minérales et plastique) sur la production et la qualité des dérivés cellulosiques à haute valeur ajoutée.
Approfondir la compréhension des interactions entre les différents constituants et contaminants des papiers-cartons (matières plastiques, minérales, organiques et lignocellulosiques) au cours des procédés de séparation et de valorisation thermo-chimiques.
Développer les connaissances sur les interactions interfibres à l’état sec et humide, sur fibres non-traitées et fonctionnalisées et en présence ou non d’additifs.
Proposer des méthodes de séparation, d’extraction et de valorisation des composants constituants les déchets plus adaptés aux mélanges plastiques-minéraux-fibreux, en profitant de l’état de la matière.
Proposer des procédés de recyclage plus viables : limiter les déchets, l’usage d’additifs et prolonger la durée de vie des fibres lignocellulosiques.
Fournir une analyse économique, environnementale et sociétale globale des procédés et nouveaux produits développés.
Les procédés et produits développés dans le cadre de ce projet de recherche visent à remplacer ceux actuellement disponibles sur le marché.
En ce qui concerne les procédés, l’ambition est d’améliorer leur efficacité tout en réduisant leur consommation d’énergie, d’eau et de produits chimiques. Pour les produits, l’objectif est de commercialiser des matériaux issus de déchets, offrant des performances comparables à celles des produits issus de ressources vierges. En d’autres termes, il s’agit de promouvoir la sortie du statut de déchet pour les rejets issus du recyclage, en proposant des produits de haute valeur ajoutée concurrentiels avec les produits du marché.
Une étude dédiée à l’évaluation des retombées environnementales de ces procédés et produits alternatifs est menée tout au long du projet.
4 doctorats en Ingénieries des Matériaux, Mécanique, Energétique et Procédés (Ecoles doctorales IMEP 2 et MEGeP).
1 post doctorat en Ingénieries des Matériaux, Mécanique, Energétique et Procédés
1 doctorat en Sciences et Génie de l’Environnement (Ecole doctorale SIS)
1 post doctorat en Sciences et Génie de l’Environnement
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Actualités du projet
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Pas d’actualités