L’énergie éolienne est une forme d’énergie renouvelable de plus en plus populaire. Cependant, lorsqu’il est temps de remplacer les énormes pales de turbine qui convertissent le vent en électricité, l’élimination est un problème. Maintenant, les scientifiques rapportent une nouvelle résine composite adaptée à la fabrication de ces mastodontes qui pourraient ensuite être recyclées en nouvelles aubes de turbine ou en une variété d’autres produits, notamment des comptoirs, des feux arrière de voiture, des couches et même des oursons en gélatine.
Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd’hui lors de la réunion d’automne de l’American Chemical Society (ACS).
« La beauté de notre système de résine est qu’à la fin de son cycle d’utilisation, nous pouvons le dissoudre, et cela le libère de n’importe quelle matrice dans laquelle il se trouve afin qu’il puisse être utilisé encore et encore dans une boucle infinie », déclare John Dorgan , Ph.D., qui présente les travaux lors de la réunion. « C’est l’objectif de l’économie circulaire. »
Fabriquées en fibre de verre, les pales des éoliennes peuvent mesurer la moitié d’un terrain de football. Bien que certaines entreprises aient trouvé des moyens de recycler la fibre de verre en matériaux de moindre valeur, la plupart des lames jetées finissent dans des décharges. Et le problème d’élimination risque de s’aggraver. « Les pales d’éoliennes plus grandes sont plus efficaces, de sorte que les entreprises continuent d’en fabriquer de plus en plus grandes », explique Dorgan. « Souvent, les parcs éoliens remplaceront les pales des éoliennes avant la fin de leur durée de vie, car les parcs peuvent générer plus d’électricité avec des pales plus grandes. »
Dorgan et ses collègues de la Michigan State University ont fabriqué un nouveau matériau de turbine en combinant des fibres de verre avec un polymère d’origine végétale et un polymère synthétique. Les panneaux fabriqués à partir de cette résine thermoplastique étaient suffisamment solides et durables pour être utilisés dans les turbines ou les automobiles. Les chercheurs ont dissous les panneaux dans du monomère frais et retiré physiquement les fibres de verre, ce qui leur a permis de refondre le matériau en de nouveaux produits du même type. Fait important, les panneaux refondus avaient les mêmes propriétés physiques que leurs prédécesseurs.
En plus des nouvelles pales d’éoliennes, la nouvelle résine pourrait être utilisée pour une variété d’autres applications. En mélangeant la résine avec différents minéraux, l’équipe a produit de la pierre de culture pouvant être transformée en objets ménagers, tels que des comptoirs et des éviers. « Nous avons récemment fabriqué un lavabo de salle de bain avec la pierre de culture, nous savons donc que cela fonctionne », explique Dorgan. Les chercheurs pourraient également écraser le matériau récupéré et le mélanger avec d’autres résines plastiques pour le moulage par injection, qui est utilisé pour fabriquer des articles comme des housses d’ordinateurs portables et des outils électriques.
Le matériau pourrait même être recyclé en produits de plus grande valeur. La digestion de la résine thermoplastique dans une solution alcaline a libéré du poly (méthacrylate de méthyle) (PMMA), un matériau acrylique courant pour les fenêtres, les feux arrière de voiture et de nombreux autres articles. L’élévation de la température de la digestion a converti le PMMA en poly (acide méthacrylique), un polymère super absorbant utilisé dans les couches. La digestion alcaline a également produit du lactate de potassium, qui peut être purifié et transformé en bonbons et en boissons pour sportifs. « Nous avons récupéré du lactate de potassium de qualité alimentaire et l’avons utilisé pour fabriquer des bonbons gommeux, que j’ai mangés », explique Dorgan.
Maintenant que les chercheurs ont démontré que la résine possède des propriétés physiques adaptées aux éoliennes, ils espèrent fabriquer des pales de taille moyenne pour des essais sur le terrain. « La limitation actuelle est qu’il n’y a pas assez de bioplastique que nous utilisons pour satisfaire ce marché, il doit donc y avoir un volume de production considérable mis en ligne si nous voulons réellement commencer à fabriquer des éoliennes à partir de ces matériaux », Dorgan Remarques.
Et y a-t-il un « facteur beurk » impliqué dans le fait de manger des bonbons qui faisaient autrefois partie d’une éolienne ? Dorgan ne le pense pas. « Un atome de carbone dérivé d’une plante, comme le maïs ou l’herbe, n’est pas différent d’un atome de carbone provenant d’un combustible fossile », dit-il. « Tout cela fait partie du cycle mondial du carbone, et nous avons montré que nous pouvons passer de la biomasse sur le terrain aux matériaux plastiques durables et revenir aux denrées alimentaires. »
Résines composites pour l’économie circulaire : des éoliennes aux bonbons gélifiés et au-delà, ACS automne 2022. www.acs.org/content/acs/en/mee … tings/automne-2022.html