Projet H2020 EMBRACED : Mise en place d'une bioraffinerie polyvalente pour le recyclage du contenu organique des déchets AHP dans un domaine d'économie circulaire

EMBRACED a été créé pour démontrer un modèle de bioraffinerie innovant et intégré qui transforme les déchets AHP en matériaux et produits biosourcés.

Ce modèle est basé sur :

• La valorisation de la fraction cellulosique des AHP utilisée pour la production de produits biosourcés et biodégradables.
• Une approche en cascade, où les flux secondaires issus de processus dérivés biologiquement sont valorisés pour augmenter la compétitivité des coûts et la durabilité environnementale.
• Une approche d'économie circulaire permettant de minimiser l'utilisation des ressources primaires. Ce modèle a été validé par des tests pilotes de collecte sélective des déchets de chauffage urbain (HAP) auprès des ménages et des collectivités à Amsterdam, Paris et Vérone.

Les déchets de l'AHP ont été collectés à l'aide de conteneurs intelligents, placés devant les crèches, les commerces et les lieux publics. Fort de cette expérience et de l'expérience acquise par Fater et Contarina dans la gestion de l'usine de prétraitement mécanique industrielle existante en Italie, une analyse de scénario a été réalisée pour le plan logistique et de concession, visant à atteindre 10 000 tonnes de matières premières collectées par an pour la bioraffinerie.

La première étape de la bioraffinerie a été mise en œuvre à Contarina avec l'usine de prétraitement mécanique Fater, qui a permis la récupération des composants clés des PHA, principalement la cellulose, le plastique et les polymères superabsorbants. Chez EMBRACED, la faisabilité de l'extension, de l'adaptation et de la modernisation de l'usine de prétraitement existante a été démontrée, et un protocole d'assurance qualité du matériau obtenu a été défini. L'adaptation du modèle économique sera définie au cas par cas, en fonction des conditions locales, des opportunités de marché, de la législation locale et des procédures d'autorisation, ainsi que du contexte macroéconomique. Novamont, en collaboration avec Fater et Contarina, a démontré une chaîne de valeur innovante (chaîne de valeur A), convertissant avec succès la fraction cellulosique récupérée des déchets de PHA en sucres. Ces derniers sont ensuite utilisés pour produire, par un procédé biotechnologique, des éléments constitutifs biosourcés pouvant être appliqués à des bioplastiques biodégradables et compostables pour diverses applications.

Des protocoles efficaces et durables de conversion des déchets de PHA en formulations bioplastiques ont été validés grâce à l'intégration efficace de la biotechnologie et de la chimie. La conversion de la cellulose des déchets de PHA en éléments constitutifs et polymères biosourcés a été réalisée avec succès à des échelles de plus en plus grandes, obtenant d'excellents résultats en termes de rendement et de qualité des biopolymères. Novamont a finalement porté les procédés de la chaîne de valeur à l'échelle de démonstration en installant les unités de traitement et en les intégrant dans ses installations par l'intermédiaire de son partenaire, Mater-Biotech. Les biopolymères obtenus ont également été transformés avec succès en formulations de biomatériaux biodégradables et compostables, validées pour une utilisation dans des films destinés à des applications d'emballage non alimentaire, ainsi que dans des paillis de sol biodégradables. Les sous-produits et coproduits organiques obtenus aux principales étapes de la chaîne de valeur ont également été validés avec succès pour la production de biogaz par biodigestion en conditions anaérobies, avec des résultats comparables à ceux observés avec d'autres matières premières industrielles couramment utilisées pour la production de biogaz.

Poursuivant la valorisation de tous les sous-produits, Novamont a également évalué la possibilité de valoriser la fraction solide des boues digérées issues du processus de digestion anaérobie par compostage. Cette démarche a démontré la possibilité d'obtenir un compost de haute qualité, conforme aux limites italiennes en vigueur pour le compost issu de la fraction organique des déchets solides municipaux, destiné à l'amélioration et à la régénération des sols. À partir de la conversion de la cellulose des déchets de PHA en sucres, déjà démontrée dans la chaîne de valeur A, Novamont a également démontré une seconde chaîne de valeur (chaîne de valeur B), utilisant ces sucres dans un procédé biotechnologique de production de PHB, s'appuyant sur son expertise dans ce domaine. Le protocole de fermentation permettant d'obtenir du PHB à partir des sucres de la cellulose des déchets de PHA a été conçu et mis en œuvre par Novamont à l'échelle pilote, ainsi qu'un procédé en aval respectueux de l'environnement pour l'extraction et la purification du PHB, avec des résultats prometteurs pour les développements futurs. Pour cette même chaîne de valeur, Novamont, en collaboration avec Fertinagro, a évalué la possibilité de valoriser les sous-produits issus du procédé biotechnologique pour la formulation de biofertilisants et de biostimulants végétaux. Le PHB a également été validé par Novamont pour le développement de ses biomatériaux, grâce à ses propriétés améliorant la biodégradation et la désintégration des matériaux.