Polymères biosourcés hautement barrières aux gaz et vapeurs pour l’emballage – GASP

L’objectif de GASP est le développement de matériaux 100 % biosourcés à base de polylactide et incluant de nanostructures de cellulose avec des propriétés barrière aux gaz (O2, CO2) et vapeurs (H2O, vapeurs organiques) optimisées. Ces matériaux seront ciblés pour le marché de l’emballage. GASP est positionné d’une façon volontaire sur le créneau de matériaux biosourcés et biodégradables en utilisant des matières premières commercialement disponibles. Le projet cherche par ce biais à contribuer aux solutions menant vers le développement durable des industries manufacturières et leur transition vers l’utilisation des ressources renouvelables. Des polymères organiques occupent déjà une large part du marché des emballages, mais leur expansion est freinée par leurs propriétés barrières relativement faibles. C’est aussi ce manque de propriétés barrières qui est le frein majeur à l’entrée massive de polymères biodégradables et biosourcés sur le marché des emballages. Des nanostructures permettent le design des propriétés des matériaux à l’échelle macromoléculaire et offrent ainsi une opportunité d’innovation pour des matériaux composites. Les nanocelluloses sont maintenant disponibles dans des quantités industrielles et leurs excellentes propriétés barrière à l’oxygène ont déjà été décrites. Toutefois, ce potentiel n’est pas exploité à sa hauteur, parce que le savoir faire industriel pour leur mise en œuvre manque. GASP propose de s’attaquer à ces verrous majeurs, à savoir à une meilleure compréhension du rôle de l’interface polymère/nanocharge dans la construction de la propriété macroscopique et au manque de méthodes de mise en œuvre robustes pour la création de nanocomposites performants. GASP propose de dérouler une stratégie sur deux échelles : A l’échelle macromoléculaire, GASP cherche à développer des méthodologies de greffage pour à la fois compatibiliser l’interface des nanocelluloses avec le polylactide et y implanter une fonction d’adsorption/piégeage de molécules perméantes pour augmenter les propriétés barrière du matériau final. A l’échelle macroscopique, GASP cherche à développer des méthodes innovantes pour la distribution de nanocelluloses dans des polymères fondus ou le couchage de nanocelluloses sur des films polymères.
Pour relever ce défi un consortium hautement compétitif composé de partenaires académiques et privés s’est formé. Des laboratoires leadeurs dans la mise en forme de polymères (PIMM), l’analyse des propriétés barrière des nanocomposites et leur modélisation (IMP), l’analyse des phénomènes de transport (PBS), de l’interaction contenant/contenu (GENIAL), la chimie de surfaces (ICMMO) et la caractérisation et modification des nanocelluloses (LGP2) vont travailler main dans la main avec des start-ups producteurs de piégeurs moléculaires (Ajelys) et nanocelluloses (Inofib), et deux entreprises dans le domaine de la transformation de polymères par thermoformage (CGL Pack) et compléxage (Wipak).
GASP permettra d’aboutir à des avancées significatives par rapport à l’état de l’art actuel sur la compréhension du rôle de l’interface nanocharge/polymère sur le transport moléculaire et créer un savoir faire de mise en œuvre de nanocelluloses. Ces résultats seront communiqués vers les communautés scientifiques et professionnelles d’intérêt par le biais de la publication de travaux dans des revues à fort impact et de présentations dans des congrès internationaux ainsi que lors des actions d’enseignement et de vulgarisation scientifique. GASP projette la création de deux démonstrateurs industriels (barquette thermoformé et film multicouche) transférable à l’échelle pilote industrielle. Ceci aura un impact sur la compétitivité des acteurs privés associés. Pour le consommateur, GASP ajoutera un pas dans la marche vers des matériaux polymères renouvelables en proposant de matériaux hautement performants et répondant aux exigences de sécurité.