Imprimir PDF Republish

Technologie

Usages multiples

Des résines nanostructurées fonctionnent comme des bactéricides et des fongicides dans des lave-linge et des matelas

Récipient pour conserver les aliments avec des nanoparticules d’argent: délai de conservation plus grand

EDUARDO CESARRécipient pour conserver les aliments avec des nanoparticules d’argent: délai de conservation plus grandEDUARDO CESAR

Publié en juin 2007

Depuis quelques années, l’une des stratégies adoptées par l’entreprise pétrochimique Suzano est d’investir dans le domaine de la nanotechnologie pour atteindre de nouveaux marchés et poursuivre sa croissance. L’entreprise est leader en Amérique latine dans la production de résines polypropylènes et la deuxième plus grande productrice de résines thermoplastiques au Brésil – deux matières premières versatiles utilisées dans la fabrication d’emballages plastiques, de flacons pour les cosmétiques et les produits d’hygiène, d’ustensiles ménagers, de pièces automobiles et de produits textiles. En mai dernier, elle a présenté, durant la 11e Foire Internationale de l’Industrie du Plastique (Brasilplast 2007) de São Paulo, deux produits élaborés à partir des recherches en nanotechnologie: une résine polypropylène spéciale nanostructurée de particules d’argent utilisée pour la fabrication d’électroménagers du secteur blanc, telles que les lave-linge, et une nouvelle résine avec des nanoparticules pour la fabrication de fils et de fibres pour la production de matelas.

D’après Cláudio Marcondes, ingénieur en matériaux et responsable du développement de nouveaux produits de l’entreprise, la caractéristique principale des deux innovations réside dans leur action fongicide et bactéricide. Suzano prévoit que d’ici trois ans près de 10 % de ses recettes résulteront des recherches en nanotechnologie. «Avec l’utilisation de cette nouvelle voie de connaissance, nous sommes en train d’ajouter de la valeur à nos produits», souligne Marcondes.

Le nouveau lave-linge est produit en partenariat avec Suggar, fabricant brésilien d’électroménagers installé à Belo Horizonte (État des Minas Gerais). Il s’agit de l’un des premiers appareils produits au Brésil avec l’utilisation de la nanotechnologie comme matière première. La nanotechnologie – ou construction de structures et de matériaux à échelle nanométrique, dans des mesures équivalentes à 1 millimètre divisé par un million de fois – permet la fabrication de produits aux caractéristiques différenciées, car elle modifie les propriétés des matériaux au niveau atomique. La résine polypropylène nanostructurée de particules d’argent de Suzano est utilisée dans la fabrication de la cuve des lave-linge, ce qui lui confère une action antimicrobienne. L’effet désinfectant de la résine se produit au moyen des charges positives (ions) de l’argent – un matériau connu pour sa propriété bactéricide depuis des siècles –, qui attirent les charges négatives des bactéries, provoquent la rupture de leur membrane cellulaire en fonction de la différence de polarité entre les parties interne et externe du microorganisme, ce qui entraîne leur mort.

Pour Marcelo Emrich Soares, directeur industriel de Suggar, la nouvelle technologie permettra d’éliminer 99,9 % des bactéries qui se développent dans la cuve des lave-linge, apportant plus d’hygiène et de qualité au processus de lavage des vêtements: «L’environnement dans la machine est exempt de contamination et préparé pour de nouveaux lavages. La nouvelle résine offre également plus de résistance et de durabilité au produit». Pour l’instant, le polypropylène additionné de nanoparticules d’argent est seulement appliqué sur les lave-linge semi-automatiques, segment dans lequel Suggar participe de manière importante avec près de 30 % des ventes. Mais une entente existe déjà entre les deux entreprises pour appliquer la nanotechnologie sur d’autres types d’électroménagers. Jusqu’à présent, Suzano a fourni 100 tonnes de polypropylène nanostructuré pour la production des lave-linge. Chaque cuve pesant environ 6 kilos, la matière première est suffisante pour fabriquer près de 17 000 machines.

Cuve de lave-linge produite avec du polypropylène et de l’argent: effet bactéricide

EDUARDO CESARCuve de lave-linge produite avec du polypropylène et de l’argent: effet bactéricideEDUARDO CESAR

Matelas hygiéniques
La résine spéciale utilisée dans la fabrication de fils et de fibres de matelas est un autre développement de la recherche de l’entreprise pétrochimique sur des nouveaux matériaux nanostructurés d’argent. D’après Suzano, le développement du produit a demandé un an de recherches et son application est très variée, aussi bien dans les matelas d’hôpitaux et d’hôtels que dans ceux des particuliers. Un autre avantage est que l’action bactéricide du produit ne possède pas de délai de validité. L’hygiénisation des matelas n’étant pas un processus très commun, l’action de la résine contribue au maintien d’un environnement sain et évite ainsi la dissémination des infections. La résine est fournie par le fabricant de produits textiles Döhler (installé dans l’État de Santa Catarina), qui produit déjà des fils et des fibres et les fournit à l’entreprise Castor, responsable de la confection des matelas avec des matériaux nanostructurés. Cláudio Marcondes estime que «le produit devrait entrer sur le marché dans deux mois».

Dans l’entreprise Suzano, les travaux sur la nanotechnologie sont coordonnés par le chimiste Adair Rangel. Il est à l’origine de l’étude et du développement de nouveaux matériaux nanostructurés, mis en place il y a trois ans alors qu’il suivait un doctorat à l’Institut de Chimie de l’Université d’État de Campinas (Unicamp). Pendant cette période, le Centre de Technologie de l’entreprise a investi 20 millions de réaux dans la recherche nanotechnologique. Actuellement il se compose de près de 40 chercheurs et techniciens. Au total, l’entreprise consacre 1,5 % de son budget, soit environ 2,37 milliards de réaux, à la recherche et au développement de nouveaux produits. Pour pouvoir fabriquer des produits de haute technologie, elle a commencé la construction d’une unité de production spécifique, baptisée Unité Autonome d’Extrusion – une unité située dans l’entreprise Suzano à Mauá, dans la banlieue de São Paulo. Elle débutera ses activités commerciales dès la fin de l’an prochain et sera en mesure de produire 24 000 tonnes/an de résines spéciales. D’après Marcondes, le défi de l’entreprise est double: développer de nouvelles résines polypropylènes avec des nanoparticules et pouvoir traiter ces résines sur les machines déjà installées dans le parc industriel brésilien qui achète ces résines à l’entreprise.

L’an dernier, Suzano a enregistré son premier brevet en nanotechnologie, tourné vers l’obtention de nanocomposites à base de polypropylène et d’argile par le biais d’une nouvelle démarche qui les rend compatibles. Le nouveau matériau présente des progrès considérables en termes de propriétés techniques: plus rigide, plus résistant et perméable. «Nous n’avons pas encore lancé de produit avec ce matériau. Pour l’instant, notre objectif est de présenter le potentiel des résines polypropylènes nanostructurées», ajoute Marcondes.

Planche à découper
L’un des premiers produits nanotechnologiques de l’entreprise a été présenté au public fin 2006, lors du II Congrès International de Nanotechnologie (Nanotec) qui s’est tenu à São Paulo. Il s’agit d’une résine polypropylène avec des nanoparticules d’argent – la première version du matériau utilisé dans la fabrication du lave-linge et des matelas. La principale application de cette résine est le marché des ustensiles ménagers. Suzano a développé, grâce à ce marché, les prototypes d’une planche à découper la viande et d’un récipient en plastique pour conserver les aliments. La planche à découper n’est pas contaminée par les bactéries qui s’installent habituellement dans les fentes provoquées par le couteau. Quant au récipient, observe Marcondes, «il augmente considérablement le temps de conservation des aliments. […]. Nous sommes en train d’encourager Reflet, l’un de nos partenaires, à produire des ustensiles ménagers avec de la résine nanostructurée, qui coûte 10 % de plus que la résine traditionnelle».

Suzano travaille également au développement de films nanostructurés d’ions d’argent et qui seront utilisés dans la fabrication d’emballages pour les fruits, les produits alimentaires et autres. L’entreprise espère déposer très bientôt deux nouveaux brevets – qui ne peuvent être détaillés pour l’instant – sur deux autres nanoparticules appliquées avec le polypropylène. Marcondes souligne que le volume de production des résines nanostructurées est encore faible mais qu’il tend à croître à mesure que la population perçoit la valeur ajoutée des nouveaux produits fabriqués avec ces résines: «La nanotechnologie nous offre un potentiel énorme. Nous en sommes à la partie émergée de l’iceberg».

Avec une capacité de production de résines polypropylènes de 685 000 tonnes par an, Suzano vend sur le marché brésilien des produits à plus de 500 clients et exporte dans une quarantaine de pays. L’entreprise possède trois usines – à Mauá, Duque de Caxias, dans la Baixada Fluminense et dans le pôle pétrochimique de Camaçari (État de Salvador) –, qui fabriquent ensemble plus de 60 produits. Société d’actionnariat brésilien, elle est contrôlée par Suzano Holding, la principale actionnaire de Suzano Papel e Celulose. Les investissements actuellement réalisés dans les usines de Mauá et de Duque de Caxias augmenteront sa capacité de production de plus de 190 000 tonnes par an jusqu’en 2008, ce qui garantira à cette entreprise la position de leader sud-américain dans le commerce du polypropylène.

Tuyaux off-shore pour le fond de la mer
Outre les résines plastiques avec des nanoparticules d’argent, Suzano a présenté lors de Brasilplast 2007 d’autres produits pour le marché du polypropylène. L’un d’eux concerne le secteur de prospection du pétrole en mer. La nouvelle résine est utilisée dans la couche de protection des tuyaux off-shore utilisés dans les eaux profondes. Cláudio Marcondes, responsable du développement de nouveaux produits dans l’entreprise, signale que «ces tuyaux travaillent dans des conditions extrêmes et ils doivent être capables de résister à des températures élevées, à une forte pression et à l’agressivité du milieu». Ils sont fabriqués avec un acier spécial revêtu d’une protection en polypropylène anticorrosif. et isolant thermique. D’une épaisseur d’environ 20 à 50 millimètres, cette couche protectrice garantit la température nécessaire au transport de l’huile.

Les tuyaux sont destinés à des puits pouvant aller jusqu’à 2 000 mètres de profondeur, mais Suzano est en train de mener des études pour développer des tuyaux pouvant descendre encore plus bas. Le nouveau polypropylène est vendu aux fabricants de tuyaux Socorril et Termotite, qui les fournissent à leur tour à l’entreprise pétrochimique Petrobras. Suzano intervient déjà sur le marché interne et ses produits sont utilisés dans les champs de pétrole Roncador, Marlim et Alcabora sur le littoral de l’État de Rio de Janeiro, et a également exporté en Angola. Elle estime que le potentiel de consommation de polypropylène de ce secteur sera de 5 000 tonnes en 2007.

Republish