Le futur de la foresterie québécoise?
Anticipant une crise forestière, certaines personnes avaient mentionné la nécessité d’attribuer d’autres vocations à la fibre. Leur avis a été relativement ignoré jusqu’au jour où… la crise a frappé!
À ce moment-là, et devant l’ampleur des dommages, le mot d’ordre des autorités fut de trouver des solutions. Et vite. C’est dans cette foulée qu’un ancien projet de recherche a été mis de l’avant : la nanocellulose.
Ce n’est pas le premier cas où un concept est présenté comme révolutionnaire sous le vocable de sauveur. Mais cette fois, plusieurs éléments laissent croire que les milliers de tonnes de bois associées à l’industrie de la nanocellulose cristalline ne sont pas de la frime. À commencer par cette usine de 32 millions de dollars présentement en construction dans le fief de la compagnie Domtar à Windsor. « Le marché mondial est à la recherche d’une matière moins polluante que le plastique, légère et très résistante. Les nanocelluloses cristallines répondent exactement à ces propriétés, mentionne d’emblée Jean Bouchard, scientifique principal chez FPInnovations; un institut national de recherche en foresterie basé à Pointe- Claire. En plus d’être biodégradables et non toxiques, les nanocelluloses cristallines ont un avantage compétitif indéniable : leur coût de production est extrêmement faible pour leur valeur technologique. Dans un avenir rapproché, je suis convaincu que ces nanoparticules de bois seront présentes dans des produits de consommation courants et remplaceront un certain pourcentage du plastique présentement utilisé. »
Extraire la force du bois
Un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre. Les nanocelluloses sont donc des particules d’arbre tout à fait minuscules. Qui plus est, ce sont elles qui représentent la robustesse du bois. Pour les extraire, les arbres doivent tout d’abord être transformés en pâte. Cette dernière subit ensuite un traitement dans des acides concentrés permettant de prélever spécifiquement les nanoparticules, soit les unités élémentaires de la cohésion de l’arbre. La substance obtenue s’apparente à de fins cristaux, d’où son nom de nanocellulose cristalline (NCC). Après traitement, ses propriétés optiques uniques, de même que sa résistance supérieure à celle de l’acier, font de la NCC une matière pouvant avantageusement être utilisée dans une multitude d’applications. « L’industrie de l’aéronautique et celle de l’automobile pourront miser sur les NCC comme matériau composite très résistant et léger. Les NCC pourront également être incorporées au plastique, permettant d’en augmenter la solidité tout en réduisant la quantité de matière fossile employée. Dans certains cas, elles donneront le coup de pouce nécessaire à la conception des bioplastiques qui remplaceront littéralement le plastique. En effet, une fois moulées en une mince pellicule, elles constitueront un sac d’épicerie identique au sac de plastique actuel; mais contrairement à ce dernier, le sac composé de NCC proviendra de ressources renouvelables et biodégradables. Les NCC peuvent servir à produire un film protecteur transparent ou teinté. Un vernis à plancher contenant seulement 1 à 2 % de NCC présentera un effet protecteur supérieur, pour une surface plus durable et beaucoup plus difficile à égratigner », précise M. Bouchard.
La filière Montréalaise
Au dire de plusieurs intervenants, l’Université McGill a fait figure de pionnière mondiale dans la recherche sur les NCC. Des travaux qui ont malheureusement été mis de côté pendant un certain temps. « C’est un fantastique cristallographe et microscopiste du nom de Jean-François Revol qui est à l’origine de la nanocellulose cristalline. Il faut dire que dans les années 1950, des chercheurs ont découvert un procédé d’extraction de la cellulose cristalline. Mais au cours des années 1990, les travaux du Dr Revol réalisés ici à Montréal, ont permis d’aller plus loin. Il a réussi à extraire et à utiliser les nanocristaux du bois, qui, après un certain traitement, démontrent des propriétés de résistance et d’irisation extraordinaires. À ce moment, nous savions qu’il s’agissait d’un concept d’avenir; peut-être même, de la découverte d’une vraie mine d’or pour les papetières du pays. Ironiquement, l’industrie n’y était pas intéressée. On nous a même demandé de mettre fin à nos travaux, et à notre grande déception, notre laboratoire a été démantelé… », se souvient Louis Godbout, assistant du Dr Revol, maintenant associé chercheur au Centre de recherches sur les pâtes et papiers de l’Université McGill. Bien que M. Godbout garde une certaine amertume face au manque de reconnaissance de ses travaux, il ne cache pas son optimisme envers la production de nanocellulose cristalline, qui s’effectuera dans la future usine de Windsor.
L’usine
Selon les chiffres fournis par Jean Bouchard de FPInnovations, cette usine de démonstration produira une tonne de nanocellulose cristalline par jour et serait opérationnelle, approximativement en septembre 2011. « En ce moment, plus d’une centaine de compagnies, incluant des multinationales, sont grandement intéressées à utiliser la NCC dans leurs produits. Des ententes ont même déjà été signées. Mais pour que ces entreprises puissent fabriquer des prototypes à base de NCC, il faut leur en fournir. Il était donc impératif de construire une usine de démonstration. »
Au total, le projet est évalué à 40 millions de dollars. Les gouvernements fédéral et provincial y contribuent à hauteur de 10 millions chacun. Domtar assume le reste. L’intérêt de cette compagnie de papier pour les NCC est indéniable. Non seulement s’agit-il d’une opportunité de diversifier ses revenus, mais cela lui permettra aussi de maximiser ses installations et ses ressources. En effet, les NCC sont produits avec les mêmes arbres et la même pâte nécessaires à la confection des papiers fins. Pour les producteurs forestiers, cette usine de démonstration utilise ra environ quatre tonnes de bois par jour (c’est ce qu’il faut pour fabriquer une tonne de NCC), ce qui ne représentera pas, pour l’instant, un marché additionnel pour le bois.
Je me souviens
Cette usine de démonstration suscite beaucoup d’intérêt; elle pourrait ouvrir une perspective qui consoliderait des emplois en foresterie. De plus, si toutes les étapes de transformation des NCC sont réalisées ici, le levier économique pourrait être immense. Et de toute évidence, c’est ce que désirent les gouvernements : créer le plus possible d’entreprises locales qui oeuvreront dans le traitement de la matière première, jusqu’à la confection finale des produits à base de NCC. À cet égard, des efforts sérieux semblent être consentis afin que l’expertise et la matière profitent à l’économie nationale et non à celle d’un pays étranger. « Les autres pays s’intéressent à la production de nanocelluloses cristallines. Mais nous avons quatre ans d’avance en recherche et près de dix brevets protègent nos découvertes, souligne M. Bouchard. Advenant que la demande mondiale de NCC soit très élevée, le volume de bois nécessaire pour la combler pourrait être de beaucoup supérieur. Sincèrement, je crois que nous nous engageons dans un projet d’envergure. »
Sans dire que tous les matériaux de l’avenir seront composés de NCC, Louis Godbout croit également que leur présence sur la scène mondiale sera significative. Il ajoute toutefois un avis intéressant, stipulant que si les NCC obtiennent du succès, il faudra s’en souvenir. « Les budgets de recherche sont souvent les premiers à écoper. Personne n’en a vraiment parlé, mais de nombreux chercheurs en foresterie ont été poussés vers la porte. Sauf qu’une vision d’avenir nécessite le développement de produits d’avant-garde et de méthodes novatrices. Pensons à la foresterie scandinave qui réalise des profits, même en période de crise; et cela est tributaire de leurs nombreuses activités de recherche. Si des percées technologiques comme la nanocellulose cristalline avaient été explorées avant, la crise que nous connaissons présentement aurait peut-être été moins virulente. »
La production de nanocelluloses cristallines semble maintenant bien en selle, revêtant une dimension fort encourageante pour l’industrie forestière. Et les laboratoires n’entendent pas s’arrêter là. À McGill, les chercheurs travaillent notamment sur la cellulose nanofibrillaire, pour la création de composites encore plus solides. Même son de cloche chez FPInnovations où des collègues de M. Bouchard développent d’autres projets de nanostructure. « Nous travaillons à concevoir avec du bois des produits du 21e siècle. Les recherches portent fruit et cela est très motivant. »
