Chercheuse au Département Polymères Fonctionnels et Durables du Centre Technologique GAIKER depuis 25 ans, spécialisée dans le développement de technologies compounding et transformation de plastiques. Maria José Suárez travaille sur la revalorisation des polymères durables - des matériaux recyclables aux bioplastiques et biocomposites -, dans une logique d’économie circulaire.

Pouvez-vous nous parler de vos travaux de recherche ?

J’ai débuté ma carrière en tant que chercheuse junior au sein de l’Unité Contenants et Emballages de GAIKER, après une année de spécialisation en Technologies de packaging chez Pira International (devenu Smithers Pira, IK). J’ai participé à un projet sur les matériaux durables pour des applications d’emballages alimentaires. La recherche portait sur l’aptitude des matériaux au contact alimentaire et l’amélioration des performances de barrière aux gaz grâce à la technologie de laminage et de coextrusion soufflée.

Après une période de 6 ans, j’ai intégré le département Matériaux et Composites de GAIKER en tant que chercheure séniore pour développer des projets de recherche dans le domaine du compounding avec l’objectif d’améliorer les performances des matériaux thermoplastiques au niveau mécanique et fonctionnel. Ces huit dernières années, mes travaux ont porté principalement sur le développement de formulations bioplastiques et biocomposites à base de PLA à faibles niveaux d'odeur, adaptés aux applications d'emballages automobiles et cosmétiques. Dans la lancée, j'ai poursuivi mes recherches sur le développement d'applications PHA et PLA à partir de déchets alimentaires, à la recherche d'applications pour le laminage, l'extrusion de fibres et les processus d'impression 3D. 

Pourquoi avoir choisi des matériaux issus de l’agriculture ?

Dans le projet BIOPLAST, le PHB a été choisi comme l'un des polymères les plus intéressants. Les polyhydroxyalcanoates sont un type de biopolymères qui peuvent être produits par le processus de fermentation à partir de différents types de résidus agricoles, agroalimentaires ou forestiers... Ce type de biomasse existe au niveau des déchets, des deux côtés de l'Atlantique, c'est pourquoi ils constituent une voie intéressante dans la perspective de création de modèles de bioraffineries pour l'obtention de bioplastiques avec des applications potentielles dans différents secteurs. Dans le projet BIOPLAST, nous avons choisi les déchets de capitules de tournesol, car c’est un déchet abondant et riche en acides gras qui maximise la production de PHAs de moyenne chaîne.

Les PHAS sont un type de biopolyesters. Ils ont des propriétés intéressantes dans les polymères biodégradables, comme par exemple un taux de biodégradation plus élevé que le PLA dans les environnements marins ou terrestres dans des conditions de température ambiante. La combinaison de ce type de matrice, avec des renforts de type cellulosique comme la paille d'orge, répond à un double objectif de réduction du coût économique du matériau et d'amélioration des propriétés fonctionnelles et de la biodégradation. De même, le développement d'applications agricoles avec ce matériau permet de boucler le cycle économique, créant ainsi une chaîne de valeur.

 Quelles sont les innovations apportées par vos recherches ?Chez GAIKER nous avons opté pour la valorisation des matériaux d'économie circulaire qui permettent le développement de nouveaux produits à partir de déchets, bouclant ainsi le cycle. En ce sens, les bioplastiques et les biocomposites ne font pas exception car ils constituent également un modèle de revalorisation de la biomasse résiduelle conformément aux stratégies européennes pour les déchets plastiques. D'autre part, au niveau de la transformation des matières plastiques, au sein des procédés de fabrication avancés, GAIKER a développé une gamme de matériaux à haute valeur ajoutée pour son application dans les procédés d'impression 3D. Le projet BIOPLAST combine l'intérêt de GAIKER pour le développement de composites à base de matériaux biodégradables et l'utilisation de procédés de fabrication avancés. Les procédés d'impression 3D tels que FDM (Filament Deposition Modeling) constituent une méthode de transformation des plastiques qui permet le développement de produits avec des conceptions sans géométries compliquées, sans encourir de coûts d'investissement élevés en termes de moules. Le PLA est l'un des matériaux les plus utilisés dans le processus d'impression 3D, mais il n'y a pas de matériaux sur le marché à base de PHB ou de composites PHB avec des fibres naturelles qui soient imprimables. L'intérêt de GAIKER est de développer ce type de matériaux, afin qu'ils permettent aux utilisateurs (dans le secteur agricole) de développer des pièces à utiliser dans leurs propres activités, sans dépendre des fournisseurs. Les matériaux développés par GAIKER permettent le développement de produits tels que les buses d'irrigation, les tuteurs et les pots de repiquage ou d'ornement. Vos recherches se rapprochent du marché… Quelles sont vos relations avec le monde industriel ?

GAIKER est un centre de recherche qui a pour mission de transférer les technologies qu'il développe. En ce sens, un pourcentage d'au moins 50 % de nos travaux de recherche est ensuite transféré à l'industrie sous la forme de nouveaux projets d'application pour une mise en œuvre sur le marché. Au cours du projet BIOPLAST, des pièces imprimées à partir de composés de PHB développés par GAIKER, en collaboration avec d'autres participants au projet, tels que CATAR CRITT Agroressources et Universitat de Girona, ont été présentées lors de salons dans le secteur de l'impression 3D tels que ADDIMAT (Bilbao, Espagne). Les matériaux développés présentent un intérêt croissant pour différents secteurs industriels qui exigent l'utilisation de matériaux biodégradables à faible empreinte carbone.