Les bioplastiques du futur grâce aux liquides ioniques

LIMPoNaN: concevoir et transformer les bioplastiques du futur grâce aux liquides ioniques.

Étudier l'intérêt des liquides ioniques pour l'élaboration de bioplastiques fonctionnels issus des polymères naturels, tels que l'amidon. C'est l'objet du projet scientifique LIMPoNaN, qui regroupe des chercheurs du CNRS, de l'INRA, de l'université de Nantes et de l'Oniris.

Alors que le pétrole viendra à manquer un jour, les recherches sur les matériaux polymères obtenus à partir de matières premières renouvelables se multiplient. Des chercheurs du laboratoire de Génie des procédés environnement-agroalimentaire (GEPEA, CNRS/Univ. Angers/Univ. Bretagne-Sud/Mines Nantes/Oniris Nantes/Univ. Nantes) et de l'Unité INRA Biopolymères – Interactions – Assemblages se sont penchés sur l'apport possible des liquides ioniques pour la mise en œuvre de matériaux à base d'amidon à travers le projet LIMPoNaN (1).

L'amidon est un glucide complexe de réserve constitué de molécules géantes et retrouvé sous forme de grains dans la plupart des végétaux. En faisant fondre ces grains, il est possible d'obtenir une matière plastique. Le projet s'est articulé autour de l'émergence d'une nouvelle famille de plastifiants: les liquides ioniques, ces sels fondus qualifiés de "solvants verts" pour leur caractère non volatile et la facilité de recyclage qui en résulte. Mélangés à l'amidon, ils facilitent sa transformation et modifient les performances mécaniques du matériau obtenu, qui acquiert par ailleurs des propriétés de conduction ionique.

Pour parvenir à ce résultat, les chercheurs ont synthétisé des liquides ioniques biodégradables et étudié leur influence sur les procédés de déstructuration permettant l'obtention de bioplastiques à partir de l'amidon (2). Lorsque des grains d'amidon sont dispersés et chauffés dans l'eau, l'introduction de liquide ionique permet une déstructuration du biopolymère à plus basse température. Par ailleurs, lorsque l'amidon est le composant majoritaire du mélange, la nature du liquide ionique influe fortement sur la fusion et la viscosité de l'amidon plastifié obtenu. Un choix adapté du type de liquide ionique permet ainsi de préserver les macromolécules de l'amidon et de faciliter l'élaboration d'alliages et de composites avec d'autres polymères naturels (protéines, cellulose, etc.) par le procédé d'extrusion.

Thématique de recherche en plein essors sur la scène scientifique internationale, l'utilisation de liquides ioniques dans le domaine des matériaux polymères en général est coordonnée en France par le GDR CNRS LIPS.


Notes:
(1) LIMPoNaN pour Liquides ioniques pour matériaux polymères naturels novateurs réalisés au "ponant", c'est-à-dire à l'ouest.
(2) Comme de nombreux polymères naturels, l'amidon se présente sous forme cristalline dans les végétaux.