Valorisation des résidus forestiers par le développement de bioproduits

La saine gestion des résidus industriels forestiers (RIF) peut avoir un impact positif sur l’environnement. La valorisation des RIF permet d’éviter l’enfouissement ou l’incinération, deux pratiques émettant des gaz à effet de serre. Le développement de bioproduits, comme les biocomposites fabriqués à partir de RIF et de polymères biodégradables, s’inscrit dans une logique d’économie circulaire. Et si ces biocomposites étaient produits par impression 3D? 

Sarra Helaoui, doctorante en ingénierie à l’Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT), a mené des travaux de recherche visant à valoriser les RIF pour la conception de biocomposites par impression 3D. La première étape a consisté à analyser l’effet des résidus sur les propriétés physicomécaniques, chimiques, rhéologiques et morphologiques des biocomposites ainsi que sur leur biodégradation. Les RIF utilisés comprenaient de la sciure de pin gris, des cendres de bois et des fibres de cellulose. Sarra Helaoui a ainsi fabriqué des biocomposites à partir d’acide polylactique (PLA), un plastique biodégradable contenant jusqu’à 20 % de RIF. 

L’incorporation de RIF dans le PLA présente cependant certains défis. D’une part, cette intégration rend la structure du matériau plus organisée, ce qui peut renforcer certaines propriétés, mais elle diminue sa résistance à la chaleur. D’autre part, les RIF compliquent le processus d’impression 3D en modifiant la viscosité du mélange, ce qui nuit à sa mise en forme. Enfin, les biocomposites obtenus sont plus fragiles, leur résistance à la flexion et à la traction étant réduite. Cette fragilité s’explique par une porosité élevée et une faible adhésion entre le PLA et les résidus. Les résultats de biodégradation sont positifs, alors que la dégradation atteint jusqu’à 77 % après 3 mois de compostage. Cela représente un avantage certain pour des applications dans des domaines comme l’agroforesterie, notamment pour la fabrication de pots plantables réalisés à partir d’une imprimante 3D. 

Enfin, la production de biocomposites par impression 3D offre de nombreux avantages, tels que la possibilité de créer des structures complexes et contrôlées, tout en contribuant à la réduction de l’utilisation de plastiques d’origine fossile et en soutenant l’économie circulaire. 

Sarra Helaoui a soutenu sa thèse intitulée « Mise en forme de composites bois polymère par impression 3D : développement et optimisation du procédé » le 22 avril. Son projet a été réalisé sous la direction d’Ahmed Koubaa, professeur à l’Institut de recherche sur les forêts de l’UQAT et de Hedi Nouri, professeur à l’Institut Supérieur des Arts et Métiers de Sfax (Tunisie), et sous la codirection de Martin Beauregard, professeur à l’Unité d’enseignement et de recherche en création et nouveaux médias de l’UQAT et de Sofiane Guessasma, directeur de recherche à l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (France). Le programme de doctorat en ingénierie est offert en extension en vertu d’une entente avec l’Université du Québec à Chicoutimi. 

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