Projet H2020 BARBARA : Biopolymères aux fonctionnalités avancées pour les pièces de construction et d'automobile transformées par fabrication additive

Les partenaires de BARBARA ont extrait et caractérisé des additifs fonctionnels à partir de déchets agricoles de citron et de grenade, dérivés de déchets de fruits jetés par les agriculteurs espagnols et fournis par FECOAM. L'équipe de l'UA était chargée de développer et d'optimiser des protocoles d'extraction assistée par micro-ondes (MAE) à l'échelle du laboratoire pour les résidus agricoles de citron et de grenade à l'aide de plans expérimentaux multivariés. Ces protocoles ont permis l'extraction d'huile essentielle de citron, de pigments (citron et grenade) et de biomordants de grenade (tanins et autres polyphénols), ainsi que leur fonctionnalisation et leur conception pour une utilisation comme additifs polymères. CELABOR a été responsable de la purification des additifs actifs et de leur détartrage.

L'optimisation de l'extraction de la chlorophylle du brocoli à l'échelle du laboratoire à l'aide de MAE a également été réalisée par l'UA (avec le soutien de l'UNIPG). Sept additifs à fonctionnalités colorantes, aromatiques, antimicrobiennes ou biomordants ont été obtenus à partir des déchets agricoles étudiés dans les travaux menés par les partenaires UA et CELABOR : huile essentielle de citron ; pigment jaune citron; pigments de grenade et biomordant antibactérien de grenade ; pigment vert brocoli; et extrait antimicrobien et additif fortifiant d'amandes.

Concernant le développement de mélanges de bioplastiques techniques combinant des fractions de polysaccharides isolées à partir de sous-produits du maïs (amidon de maïs craqué et arabinoxylane de fibre de maïs) et des résines polymères techniques (polyamides et polyesters) fournies par NUREL, KTH a optimisé et mis en œuvre les procédures de modification chimique. Au total, 16 nouvelles formulations ont été produites et caractérisées à l’aide de substrats polysaccharidiques BARBARA.

La production à grande échelle de la matrice cible finale à base d'amidon et de PA pour le moule de construction a été réalisée par AITIIP. À cette fin, une approche de greffage a été sélectionnée, développée, améliorée et mise en œuvre. TECNOPACKAGING a développé avec succès les formulations sélectionnées au niveau du laboratoire (travaux réalisés par UNIPG) comme les meilleurs candidats pour les prototypes finaux d'impression 3D. 8 matériaux (33 bobines) ont été produits. AITIIP a développé une nouvelle tête d'imprimante 3D, spécialement conçue pour surmonter les faiblesses de la fabrication de filaments fusionnés : qualité de l'épaisseur de la couche et anisotropie. Des modifications de l'imprimante et de la tête d'impression ont été nécessaires pour optimiser le processus d'impression et les propriétés de l'échantillon.

Une caractérisation mécanique des échantillons injectés et imprimés en 3D a également été réalisée, avec pour objectif principal de vérifier le rôle des conditions de traitement dans les performances globales de la formulation produite dans le cadre du projet. La désintégrabilité, la recyclabilité, la libération de parfum et l’activité antimicrobienne ont également été évaluées. Trois prototypes industriels ont été réalisés en traitement FFF avec les matériaux BARBARA : un bandeau et une garniture de porte intérieure pour le secteur automobile, et un moule pour le secteur de la construction. Tous les prototypes ont été validés avec succès par CRF et ACCIONA.

Les principales conclusions ont été diffusées par le biais de divers outils et canaux, notamment un site Web, les médias sociaux, sept publications scientifiques, trois brochures, neuf vidéos, quinze interviews à la radio et à la télévision et sept bulletins d’information (envoyés aux parties prenantes des secteurs et des publics cibles).

Un plan d'affaires spécifique a été élaboré pour les principaux résultats exploitables (ceux qui représentent une activité commerciale potentielle) afin de stimuler la génération de valeur du projet BARBARA pour les différents partenaires et parties prenantes de la chaîne de valeur. Les activités associées au Business Plan sont étroitement liées aux activités technologiques du projet BARBARA et alimentent directement les stratégies de diffusion et d’exploitation, fournissant les lignes directrices à suivre et les aspects marketing clés essentiels pour assurer un suivi positif.