Brevet FR3153095A1 — publié le 20250321

PROCEDE DE BLANCHIMENT, DE SECHAGE ET DE DESODORISATION D’ALGUES OU D’EXTRAITS D’ALGUES La présente invention concerne un procédé de blanchiment, de séchage et de désodorisation d’algues ou d’extraits d’algues, en vue de leurs utilisations dans la fabrication de plastiques ou composites. Le procédé selon l’invention comprend les étapes suivantes : De blanchiment, de séchage et de désodorisation d’algues ou d’extraits d’algues, hors milieu aqueux, comprenant les étapes suivantes : - (a) une étape d’obtention d’une biomasse d’algues ou d’extraits d’algues, - (b) une étape de préparation d’une solution de blanchiment et de désodorisation comprenant du peroxyde d’hydrogène et de l’eau, - (c) une étape d’étalement de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues sur une surface plane, - (d) une étape d’arrosage de façon homogène de ladite solution de blanchiment et de désodorisation de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues, ladite étape (d) pouvant être réalisée avant l’étape (c) d’étalement, - (e) une étape de blanchiment, de désodorisation et de séchage de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues, sous exposition lumineuse durant au moins 24h, - (f) une étape de récupération des algues ou des extraits d’algues, blanchis, désodorisés et séchés. PROCEDE DE BLANCHIMENT, DE SECHAGE ET DE DESODORISATION D’ALGUES OU D’EXTRAITS D’ALGUES La présente invention concerne un procédé de blanchiment, de séchage et de désodorisation d’algues, ou d’extraits d’algues. Plus précisément, l’invention concerne un procédé de blanchiment, de séchage et de désodorisation d’algues, ou d’extraits d’algues, en vue de leurs utilisations dans la fabrication de plastiques ou composites. ETAT DE LA TECHNIQUE La demande accrue en matières plastiques imposée par la société moderne engendre des niveaux annuels de production qui atteignent des millions de tonnes. La production de produits en plastique repose sur un stock limité de matières premières fossiles (pétrole et gaz), qui constituent plus de 90% de sa matière première. Elle a connu une croissance exponentielle, passant de 2,3 millions de tonnes en 1950 à 359 millions en 2018. La matière plastique est l’une des matières les plus polluantes et dangereuses pour l’environnement, les humains et les animaux. A titre d’exemple, sur les 8,3 milliards de tonnes de matières plastiques fabriquées entre 1950 et 2015, 6,3 milliards de tonnes sont devenues des déchets, dont environ 79% se sont accumulées dans des décharges ou dans la nature. En outre, la fabrication de la matière plastique est elle-même un facteur de pollution car elle génère des sous-produits polluants. Si aujourd’hui, imaginer un monde sans plastique est presque impossible, une réflexion raisonnée sur les modes de production est nécessaire pour limiter l’impact des plastiques sur notre environnement. Ainsi, il convient aujourd’hui de trouver des solutions afin de : - Réduire notre consommation de plastique notamment par l’interdiction des emballages plastiques à usage unique ; - Faire de l’éco-conception, c’est-à-dire penser, avant qu’il ne devienne déchet, à réduire l’impact d’un produit quand il sera devenu un déchet ; - Favoriser la réutilisation d’un produit ; - Faciliter et développer le recyclage du plastique ; - Limiter les gaz à effet de serre et réduire les productions liées aux énergies fossiles non renouvelables. Ainsi, compte tenu de la prise de conscience des consommateurs et des industriels, les recherches se sont orientées depuis plusieurs années vers l’utilisation de matières végétales, renouvelables et idéalement biodégradables, pour remplacer les matières premières fossiles dans la fabrication du plastique. Un tel plastique est alors dit « biosourcé ». Une grande majorité des plastiques biosourcés sont fabriqués à partir de matières végétales issues de blé, de maïs, de betterave, de canne à sucre ou de pomme de terre. Si cette alternative propose des plastiques plus respectueux de l’environnement, elle a pour inconvénient de détourner une partie de la production végétale initialement prévue pour la consommation alimentaire. Ainsi, plus récemment, les algues ont fait l’objet d’études et de recherches en tant que matières premières ou sources de matières premières dans la fabrication de plastiques. En effet, les algues synthétisent une grande quantité de composés, en particulier des polysaccharides, qui présentent des propriétés fonctionnelles intéressantes pour la fabrication de produits plastiques et qui peuvent être extraits dans ce but. On citera par exemple les ulvanes, l’agar, les alginates, ainsi que l'acide lactique. De plus, les produits plastiques ainsi fabriqués sont biodégradables et compostables. Par ailleurs, l’utilisation des algues dans la fabrication de matières plastiques répond à une autre problématique environnementale : la prolifération des algues sur les côtes et sa dangerosité. Les algues vertes, par exemple, sont présentes dans la mer à l’état naturel mais leur prolifération rapide est liée à des dérèglements de l'environnement, tels que la pollution des sols par les nitrates et phosphates, le réchauffement climatique, etc. Ce déséquilibre représente un danger pour l’homme et pour les écosystèmes. La croissance excessive des algues peut être la source de phénomènes épisodiques ou chroniques d’anoxie du milieu et d’étouffement puis de mort de nombreuses espèces. Echouées en forte épaisseur et non collectées, leur décomposition se trouve favorisée et provoque l’émission et l’accumulation de gaz à effet de serre, mais également de sulfure d’hydrogène, un gaz toxique pouvant être mortel en cas de forte concentration. Non collectées et non valorisées, elles représentent un danger pour l’homme et pour l’environnement. Donner une valeur à ces déchets permettrait de réduire l’impact environnemental associé aux algues d’échouages. L’utilisation d’algues ou extraits d’algues dans la fabrication de matières plastiques permet ainsi de répondre à une double problématique : d’un côté l’augmentation de la demande en plastique en limitant le recourt aux matières pétro-sourcées et aux matières végétales entrant en concurrence avec les terres agricoles et de l’autre, la pollution des algues dangereuses pour l’homme et l’environnement si elles ne sont pas traitées. La fabrication de matières plastiques à partir d’algues est par exemple décrite dans la demande internationale WO 2017/046356. Cependant, si les algues ou les extraits d’algues conviennent parfaitement à l’élaboration de matières plastiques et de produits plastiques finis présentant des propriétés mécaniques au moins identiques à celles des plastiques standards, un inconvénient demeure du fait des caractéristiques de couleurs et d’odeurs qu’elles induisent. Or, les industriels sont en attente de produits finis peu ou pas colorés et sans odeur caractéristique d’algues. BUT DE L’INVENTION Le but de la présente invention est de proposer un procédé simple, efficace et respectueux de l’environnement, pour le blanchiment, le séchage et la désodorisation d’algues ou d’extraits d’algues, notamment en vue de leurs utilisations dans la fabrication de matières plastiques ou composites pour l’élaboration de produits finis sans couleur et sans odeur. OBJETS DE L’INVENTION A cet effet l’invention concerne un procédé de blanchiment, de séchage et de désodorisation d’algues ou d’extraits d’algues, hors milieu aqueux, comprenant les étapes suivantes : une étape d’obtention d’une biomasse d’algues ou d’extraits d’algues, une étape de préparation d’une solution de blanchiment et de désodorisation comprenant du peroxyde d’hydrogène et de l’eau, une étape d’étalement de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues sur une surface plane, une étape d’arrosage de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues par ladite solution de blanchiment et de désodorisation, de façon homogène, ladite étape (d) pouvant être réalisée avant l’étape (c) d’étalement, une étape de blanchiment, de désodorisation et de séchage de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues, sous exposition lumineuse durant au moins 24h, une étape de récupération des algues ou des extraits d’algues, blanchis, désodorisés et séchés. Dans le cadre du procédé selon l’invention, c’est l’action combinée du peroxyde d’hydrogène et de la lumière qui permet le blanchiment et la désodorisation des algues ou extraits d’algues. Le séchage sous exposition à une lumière naturelle ou artificielle permet d’obtenir rapidement des algues ou des extraits d’algues blanchis, séchés et désodorisés. La mise en œuvre du procédé hors milieu aqueux, c’est-à-dire, sur une matière étalée et avec un arrosage maîtrisé de la solution de blanchiment et de désodorisation permet une économie d’eau et de solution non négligeable par rapport à un traitement en bassin. L’état d’avancement du blanchiment peut être suivi visuellement à l’aide d’un nuancier ou par spectrométrie. Ainsi, à l’issue du procédé selon l’invention, les algues ou extraits d’algues sont aptes à être utilisés dans la fabrication de matières plastiques ou composites sans couleur, blanchies et non odorantes. Le procédé peut être mis en œuvre à partir de toutes espèces d’algues, filamentaires ou sous forme de feuilles, algues vertes, brunes ou rouges, etc., sur des algues entières ou broyées, fraîches ou sèches, ou sur des extraits d’algues. Par ailleurs, le peroxyde d’hydrogène étant non rémanent et se décomposant rapidement en oxygène, le procédé selon l’invention est parfaitement respectueux de l’environnement. Dans le contexte de l’invention, on entend par « extrait d’algues », tout composé, ou mélange de composés, obtenu après la mise en œuvre de tout procédé d’extraction connu de l’homme du métier. Il s’agira en particulier d’extraits de polysaccharides ou de fibres. Les polysaccharides et les fibres issus d’algues sont connus et leur origine algale est identifiable. On entend également par « lumière naturelle » l’ensemble des différentes formes de lumière émises par le soleil ou la lune. On entend également par « lumière artificielle » l’ensemble des différentes formes de lumière produites artificiellement et diffusées par une lampe ou toute autre source lumineuse artificielle. On entend également par « blanchiment », la perte de la couleur naturelle de la matière, par neutralisation, élimination ou destruction des composés responsables de la couleur, notamment des pigments. Le terme « décoloration » peut être utilisé de manière alternative. On entend également par « désodorisation», la perte de l’odeur naturelle de la matière, par neutralisation, élimination ou destruction des composés responsables de l’odeur. Selon une caractéristique de l’invention, au cours de l’étape (b), la solution de blanchiment et de désodorisation est préparée avec de l’eau de mer, de l’eau douce ou de l’eau saumâtre, préférentiellement de l’eau de mer. En effet, de manière inattendue, l’action combinée du peroxyde d’hydrogène et de l’eau de mer permet d’obtenir un blanchiment et une désodorisation de manière plus rapide et plus efficace. Préférentiellement, la solution de décoloration est préparée à une concentration volumique de 0,01 à 15% de peroxyde d’hydrogène. Préférentiellement encore, l’étape (b) de préparation d’une solution de blanchiment et de désodorisation comprend le réglage du pH de ladite solution à une valeur comprise entre 7 et 11,5, plus préférentiellement 7. Le pH de l’eau douce ou de mer aux alentours de 7 est adapté, mais une modification du pH entre 11 et 11,5 par exemple par ajout d’hydroxyde de sodium peut être envisagée. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend l’ajout, durant l’étape (b), d’au moins un composé choisi parmi le sulfate de fer, le silicate de métal alcalin, un alcalino-terreux, un agent complexant des ions alcalino-terreux, ou l’un de leur mélange dans la solution de blanchiment et de désodorisation. L’ajout de tels composants permet d’accélérer la vitesse des réactions de blanchiment et de désodorisation en favorisant l’oxydation du peroxyde d’hydrogène. Cependant, de tels ajouts restent totalement optionnels. Préférentiellement, l’étape (c) d’étalement de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues comprend l’étalement à une densité de 1 à 5kgMS/m². Une telle densité d’étalement permet de consommer une quantité de peroxyde d’hydrogène de 0,35kg/kgMS pour une solution à 35% ou de 0,125kg/kgMS pour une solution pure. Avantageusement, l’étape (c) d’étalement de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues se fait sur un convoyeur mobile. L’utilisation d’un convoyeur mobile permet le retournement fréquent de la matière durant le déroulement du procédé de manière à obtenir une répartition homogène de la solution de blanchiment. En outre, elle facilite la récupération des algues ou extraits d’algues lors de l’étape finale (f) du procédé. Selon un mode de réalisation préféré, l’étape (d) est réalisée avant l’étape (c) d’étalement. Cela facilite l’homogénéisation de la matière lors de l’étalement. Avantageusement, l’étape (e) de blanchiment, désodorisation et séchage des algues ou des extraits d’algues, se déroule durant au moins 24h, préférentiellement au moins 48h, plus préférentiellement au moins 72h. On relève que le séchage se déroule en moyenne entre 2 et 5 jours. De manière optionnelle, le procédé peut comprendre une étape (g) de séchage par air chaud à la suite de l’étape (e) de blanchiment, désodorisation et séchage. Cette étape est nécessaire dans le cas où le séchage de l’étape (e) n’est pas suffisant ou si les valeurs d’humidité désirée ne sont pas atteintes. Préférentiellement, au moins les étapes (c) à (e) se déroulent sous une serre. Ainsi, avantageusement, l’étape (e) de blanchiment, de désodorisation et de séchage comprend le retournement et le mélange de manière régulière de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’étape (e) de blanchiment, de séchage et de désodorisation se déroule sous lumière naturelle ou artificielle, ladite lumière étant choisie parmi la lumière naturelle du jour, sous lumière artificielle produite par des LEDs, ou sous lumière artificielle combinant LED et UV-C. Les LEDs, light emitting diodes, ou encore diodes électroluminescentes préférentiellement utilisées sont celles qui émettent des longueurs d’onde comprises entre 400 nm et 700 nm. L’invention concerne encore des algues ou extraits d’algues, blanchis, séchés et désodorisés, obtenus ou susceptibles d’être obtenus par un procédé tel que décrit précédemment. L’invention concerne encore une matière plastique ou composite comprenant des algues ou extraits d’algues, blanchis, séchés et désodorisés, obtenus ou susceptibles d’être obtenus par un procédé tel que décrit précédemment. L’invention concerne encore un procédé de fabrication de produits finis plastiques ou composites comprenant un procédé tel que décrit précédemment. L’invention concerne enfin un produit fini plastique ou composite comprenant des algues ou extraits d’algues, blanchis, séchés et désodorisés, obtenus ou susceptibles d’être obtenus par un procédé tel que décrit précédemment. Un produit fini plastique ou composite désigne ici tout objet fabriqué à partir de matières plastiques ou composites, telles qu’un contenant, un sac, un film… Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit. DESCRIPTION DETAILLE Préparation de la solution de blanchiment et de désodorisation Un volume de peroxyde d’hydrogène (33% ou 35% d’oxygène actif) peut être mélangé à de l’eau douce, de l’eau saumâtre ou de l’eau de mer. Le ratio de peroxyde d’hydrogène/eau est compris entre 1 pour 2 et 1 pour 19. Le pH de l’eau douce ou de l’eau de mer qui se situe aux alentours de 7 suffit mais une modification du pH entre 11 et 11,5 par ajout d’hydroxyde de sodium peut être envisagée. La réaction de Fenton est une réaction d’oxydoréduction avancée qui consiste à amorcer des réactions de décomposition du peroxyde d’hydrogène par des sels métalliques afin de générer des espèces radicalaires (HO•, HO•2, etc.), espèces chimiquement très réactives par la présence d’électrons de valence non appariés. Des ajouts de sulfate de fer peuvent ainsi être envisagés pour favoriser la réaction de blanchiment et de désodorisation. De même, du silicate de métal alcalin, des éléments alcalino-terreux (magnésium, calcium) et des agents complexant des ions alcalino-terreux peuvent être ajoutés en faible quantité (inférieur à 1% en poids). Si de tels ajouts ont lieu, il sera alors préférable de procéder à la solubilisation de ces éléments avant l’ajout de peroxyde d’hydrogène et avant modification du pH si nécessaire. Mise en contact de la solution de blanchiment et de désodorisation avec la matrice à blanchir L’ajout de peroxyde d’hydrogène peut être effectué sur différentes matrices : des algues (avant ou après broyage), des extraits de fibres ou de polysaccharides récupérés après tout procédé d’extraction adapté et connu de l’homme du métier. Le contact de la solution avec la matière est réalisé par arrosage ou injection. Concernant l’arrosage ou l’injection, plus les jets sont fins et plus la solution de blanchiment et de désodorisation est répartie de façon homogène. L’arrosage ou l’injection peut être réalisé avant étalement de la matière sur une surface plane, ou après. La matière est étalée équitablement sur une surface plane en mouvement ou non, de préférence sur un tapis convoyeur. L’étalement est fait de manière à avoir une densité précise de matière à blanchir, c’est-à-dire en connaissant la masse de matière utilisée et la surface utilisée. Il existe en effet une corrélation entre quantité d’algues et quantité de peroxyde d’hydrogène : plus il y a d’algues, plus les temps de blanchiment seront allongés à concentration de peroxyde d’hydrogène fixe. De même, plus il y a d’algues, plus le niveau de blanchiment sera faible. Il est conseillé une densité d’algues de 1 à 5kgMS/m², et de consommer une quantité de peroxyde d’hydrogène de 0,35kg/kgMS pour une solution à 35% ou 0,125kg/kgMS pour une solution pure. Afin de permettre un blanchiment et un séchage homogène sur toute la matière, il est important de la retourner et de la mélanger fréquemment, par exemple une fois toutes les 5 heures. Cette agitation peut être effectuée manuellement ou grâce à des systèmes de mélanges sur convoyeurs. Afin de garantir le blanchiment et la désodorisation, la présence de lumière est primordiale. L’exposition peut se faire sous lumière naturelle (soleil, lune) ou sous lumière artificielle produite par des LEDs ou combinant LED et UV-C. Préférentiellement, l’étape de blanchiment et de désodorisation se déroule sous serre, notamment en période d’intempérie. La durée du contact entre la matrice et la solution de blanchiment et de désodorisation peut varier en particulier en fonction de la source de lumière et de la température. Un blanchiment sous serre peut être effectué entre 2 à 5 jours. Une fin de séchage sous serre arrive entre 4 à 10 jours. La température peut être combinée à la lumière pour un blanchiment plus efficace, plus rapide et/ou permettant d’atteindre des niveaux de blanc plus importants. Ainsi, une étape supplémentaire de chauffage, par exemple par air chaud, à 70°C, peut être nécessaire. On relève que le taux de siccité atteint après l’étape de blanchiment et séchage sous serre peut atteindre 85% après 6 jours sans apport énergétique (déshumidificateur, chauffage, …). Cela permet un gain important de consommation énergétique par rapport à un procédé de blanchiment en voie humide avec lequel la siccité de la biomasse ne dépasserait pas 20%. De même, hors voie humide, le séchage de la biomasse permet d’obtenir un gain énergétique supérieur à 90%. Récupération de la matrice blanchie Après contact avec la solution de blanchiment et de désodorisation, les algues ou les extraits d’algues peuvent être récupérés. En fonction de la teneur en matière sèche souhaitée, les matrices peuvent subir une nouvelle étape de séchage. Le peroxyde d’hydrogène étant non rémanent et se décomposant rapidement en présence d’oxygène, il y a peu de chance qu’une solution aqueuse soit encore présente sur la surface d’étalement. Si tel est le cas, les effluents récupérés peuvent être envoyés vers une zone de lagunage sans traitement spécifique avant recyclage ou rejet dans la nature. Procédé de blanchiment, de séchage et de désodorisation d’algues ou d’extraits d’algues, hors milieu aqueux, comprenant les étapes suivantes : (a) une étape d’obtention d’une biomasse d’algues ou d’extraits d’algues, (b) une étape de préparation d’une solution de blanchiment et de désodorisation comprenant du peroxyde d’hydrogène et de l’eau, (c) une étape d’étalement de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues sur une surface plane, (d) une étape d’arrosage ou d’injection de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues par ladite solution de blanchiment et de désodorisation, de façon homogène, ladite étape (d) pouvant être réalisée avant l’étape (c) d’étalement, (e) une étape de blanchiment, de désodorisation et de séchage de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues, sous exposition lumineuse durant au moins 24h, (f) une étape de récupération des algues ou des extraits d’algues, blanchis, désodorisés et séchés. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au cours de l’étape (b), la solution de blanchiment et de désodorisation est préparée avec de l’eau de mer, de l’eau douce ou de l’eau saumâtre, préférentiellement de l’eau de mer. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la solution de décoloration est préparée à une concentration volumique de 0,01 à 15% de peroxyde d’hydrogène. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape (b) de préparation d’une solution de blanchiment et de désodorisation comprend le réglage du pH de ladite solution à une valeur comprise entre 7 et 11,5, plus préférentiellement 7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend l’ajout, durant l’étape (b), d’au moins un composé choisi parmi le sulfate de fer, le silicate de métal alcalin, un alcalino-terreux, un agent complexant des ions alcalino-terreux, ou l’un de leur mélange dans la solution de blanchiment et de désodorisation. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape (e) de blanchiment, désodorisation et séchage des algues ou des extraits d’algues, se déroule durant au moins 24h, préférentiellement au moins 48h, plus préférentiellement au moins 72h. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (g) de séchage par air chaud à la suite de l’étape (e). Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape (c) d’étalement de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues comprend l’étalement à une densité de 1 à 5kgMS/m². Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins les étapes (c) à (e) se déroulent sous une serre. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape (c) d’étalement de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues se fait sur un convoyeur mobile. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape de blanchiment, de désodorisation et de séchage comprend le retournement et le mélange de manière régulière de la biomasse d’algues ou des extraits d’algues. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape (e) de blanchiment, de séchage et de désodorisation se déroule sous lumière naturelle ou artificielle, ladite lumière étant choisie parmi la lumière naturelle du jour, sous lumière artificielle produite par des LEDs, ou sous lumière artificielle combinant LED et UV-C. Algues ou extraits d’algues, blanchis, séchés et désodorisés, obtenus ou susceptibles d’être obtenus par un procédé tel que décrit dans l’une des revendications 1 à 12. Matières plastiques ou composites comprenant des algues ou extraits d’algues, blanchis, séchés et désodorisés, obtenus ou susceptibles d’être obtenus par un procédé tel que décrit dans l’une des revendications 1 à 12. Procédé de fabrication de produits finis plastiques ou composites comprenant un procédé tel que décrit dans l’une des revendications 1 à 12. Produits finis plastiques ou composites comprenant des algues ou extraits d’algues, blanchis, séchés et désodorisés, obtenus ou susceptibles d’être obtenus par un procédé tel que décrit dans l’une des revendications 1 à 12.