L’énergie éolienne est une forme d’énergie renouvelable de plus en plus populaire. Cependant, lorsque vient le temps de remplacer les énormes pales de turbine qui transforment le vent en électricité, leur recyclage pose problème. Des scientifiques ont découvert une nouvelle résine composite adaptée à la fabrication de ces mastodontes, qui pourraient ensuite être recyclés en nouvelles pales de turbine ou en divers autres produits, notamment des comptoirs, des feux arrière de voiture, des couches et même des ours en gélatine.
Les plastiques et composites de la génération actuelle présentent des caractéristiques de durabilité préoccupantes, notamment une énergie intrinsèque élevée et des émissions de gaz à effet de serre associées, de faibles taux de recyclabilité et une pollution par des microplastiques. Les matériaux composites à fibres longues sont notoirement difficiles à recycler mais sont essentiels pour les éoliennes, les véhicules légers et d’autres technologies durables.
« La beauté de notre système de résine est qu’à la fin de son cycle d’utilisation, nous pouvons la dissoudre, ce qui la libère de la matrice dans laquelle elle se trouve, de sorte qu’elle peut être utilisée encore et encore dans une boucle infinie« , explique John Dorgan, Ph.D., qui présente le travail à la réunion. « C’est l’objectif de l’économie circulaire« .
Fabriquées en fibre de verre, les pales des éoliennes peuvent mesurer la moitié d’un terrain de football. Bien que certaines entreprises aient trouvé des moyens de recycler la fibre de verre en matériaux de moindre valeur, la plupart des pales mises au rebut finissent dans des décharges. Et le problème de l’élimination risque de s’aggraver. « Les grandes pales d’éoliennes sont plus efficaces, et les entreprises en fabriquent donc de plus en plus grandes« , explique M. Dorgan. « Souvent, les parcs éoliens remplacent les pales avant la fin de leur durée de vie, car ils peuvent produire plus d’électricité avec des pales plus grandes. »
Dorgan et ses collègues de l’université d’État du Michigan ont fabriqué un nouveau matériau pour turbine en combinant des fibres de verre avec un polymère d’origine végétale et un polymère synthétique. Les panneaux fabriqués à partir de cette résine thermoplastique étaient suffisamment solides et durables pour être utilisés dans des turbines ou des automobiles. Les chercheurs ont dissous les panneaux dans un nouveau monomère et en ont retiré physiquement les fibres de verre, ce qui leur a permis de refondre le matériau dans de nouveaux produits du même type. Fait important, les panneaux refondus avaient les mêmes propriétés physiques que leurs prédécesseurs.
Outre les nouvelles pales d’éoliennes, la nouvelle résine pourrait être utilisée pour diverses autres applications. En mélangeant la résine avec différents minéraux, l’équipe a produit de la pierre de culture qui peut être transformée en objets domestiques, tels que des comptoirs et des éviers. « Nous avons récemment fabriqué un lavabo de salle de bain avec la pierre de culture, donc nous savons que cela fonctionne« , explique M. Dorgan. Les chercheurs pourraient également broyer le matériau récupéré et le mélanger à d’autres résines plastiques pour le moulage par injection, qui est utilisé pour fabriquer des articles tels que des housses d’ordinateurs portables et des outils électriques.
Le matériau pourrait même être recyclé en produits de plus grande valeur. La digestion de la résine thermoplastique dans une solution alcaline a libéré du poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA), un matériau acrylique courant pour les fenêtres, les feux arrière des voitures et de nombreux autres articles. L’augmentation de la température de la digestion a converti le PMMA en acide poly(méthacrylique), un polymère superabsorbant utilisé dans les couches. La digestion alcaline a également produit du lactate de potassium, qui peut être purifié et transformé en bonbons et en boissons pour sportifs. « Nous avons récupéré du lactate de potassium de qualité alimentaire et l’avons utilisé pour fabriquer des bonbons en forme d’ours en gélatine, que j’ai mangés« , explique M. Dorgan.
Maintenant que les chercheurs ont démontré que la résine possède des propriétés physiques adaptées aux éoliennes, ils espèrent fabriquer des pales de taille moyenne pour les tester sur le terrain. « La limite actuelle est que le bioplastique que nous utilisons n’est pas suffisant pour satisfaire ce marché. Il faut donc mettre en place un volume de production considérable si nous voulons commencer à fabriquer des éoliennes avec ces matériaux« , note M. Dorgan.
Et y a-t-il un facteur « beurk » dans le fait de manger des bonbons qui ont fait partie d’une éolienne ?
M. Dorgan ne le pense pas. « Un atome de carbone provenant d’une plante, comme le maïs ou l’herbe, n’est pas différent d’un atome de carbone provenant d’un combustible fossile », dit-il. « Tout cela fait partie du cycle mondial du carbone, et nous avons montré que nous pouvons passer de la biomasse dans les champs à des matériaux plastiques durables et revenir aux denrées alimentaires. »
L’American Chemical Society (ACS) est une organisation à but non lucratif créée par le Congrès américain. La mission de l’ACS est de faire progresser l’entreprise chimique au sens large et ses praticiens au profit de la Terre et de tous ses habitants. La société est un leader mondial dans la promotion de l’excellence de l’enseignement scientifique et dans l’accès à l’information et à la recherche dans le domaine de la chimie par le biais de ses multiples activités.
[ Credit illustration / Pixabay ]
