Certains le qualifient d’isoprène renouvelable. D’autres, de bio-isoprène ou d’isoprène biologique. Quel que soit le nom qu’on lui donne, des chercheurs américains proposent de synthétiser de l’isoprène, matériau de base de nos pneumatiques, à partir de biomasse. © Maaark, Pixabay, CC0 Public Domain

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À la recherche du pneu vert, fabriqué par des microbes avec de la biomasse

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Aujourd'hui, les caoutchoucs utilisés par l'industrie du pneu sont, en majorité, fabriqués à partir d'hydrocarbures d'origine pétrolière. Mais la situation pourrait bientôt évoluer grâce à un procédé mis au point par des chercheurs américains. Il permettrait de produire, de manière économiquement viable, des caoutchoucs verts.

Dans l'espoir de diminuer l'impact écologique de la production des pneumatiques, les fabricants se penchent, depuis plusieurs années, sur la synthèse d'isoprène par fermentation de biomasse. Un processus qui s'avère délicat à mettre en œuvre. Mais des chercheurs issus de plusieurs universités des États-Unis, en tête desquelles l'université du Minnesota, pourraient bien avoir trouvé la solution dans leurs approches et leurs compétences variées et complémentaires.

Rappelons que l'isoprène est un composé chimique de base — un monomère — du caoutchouc lequel sert à la fabrication des pneumatiques. Classiquement, il est produit par rupture thermique — ou craquage, — de molécules de pétrole. Puis il doit être extrait et purifié avant d'être amené à former les longues chaînes de polymères qui composent les pneus de nos voitures.

Les réacteurs de laboratoire dans lesquels les scientifiques américains sont parvenus à synthétiser de l’isoprène vert à base de biomasse. © University of Minnesota

La recette du bio-isoprène

L'idée de nos chercheurs américains : opter pour un procédé de synthèse hybride qui, partant de biomasse, combine une fermentation à l'aide de microbes et un raffinage catalytique conventionnel, similaire à celui opéré sur du pétrole.

Dans une première étape, une fermentation microbienne de sucres (glucose, etc.) dérivés de la biomasse produit un acide itaconique. Celui-ci est mis en présence d'hydrogène et de méthyl-THF. Enfin, dans une troisième étape — et c'est celle qui porte réellement l'innovation —, on procède à la déshydratation du méthyl-THF en isoprène grâce à un catalyseur récemment découvert à l'université du Minnesota et baptisé P-SPP (Phosphore auto-Pillaril Pentasil). Résultat : un rendement qui atteint les 90 % et rend économiquement viable le bio-isoprène.

Pour en savoir plus

Fabriquer des pneus sans avoir recours au pétrole

 Article de Grégoire Macqueron, paru le 26/03/2010

D'ici cinq ans, les conducteurs pourront peut-être arpenter les routes avec des pneus plus verts. En partenariat avec une société de biotechnologie, Goodyear vient en effet d'annoncer un nouveau procédé pour produire de l'isoprène, un des constituants des pneus, à partir de biomasse renouvelable et non plus de pétrole.

Les pneus ne roulent pas vraiment pour l'environnement. Ces pneumatiques, plus vulgairement appelés pneus, essentiels à une grande majorité des véhicules ont en effet un impact environnemental non négligeable. Produits à près de 3 milliards d'unités par an, ils consomment de grandes quantités de pétrole pour leur fabrication, sont responsables d'une partie de la consommation de carburant des véhicules et sont difficilement recyclés.

Les grands manufacturiers du secteur pneumatique travaillent donc depuis quelques années à la production de pneus plus écologiques. Plusieurs approches sont explorées :

  • Diminuer les pertes d'énergie par frottement et donc la consommation des véhicules ;
  • Utiliser des matières premières recyclées ;
  • Utiliser plus de matières premières recyclables ;
  • Utiliser des matières premières renouvelables.

C'est cette dernière voie qu'ont empruntée conjointement le troisième producteur mondial de pneumatiques, Goodyear, et la société Genencor. Ensemble, ils ont mis au point un nouveau procédé pour produire du caoutchouc à base d'isoprène d'origine naturelle.

L'isoprène permet par polymérisation de produire du caoutchouc qui entre pour 25% dans la composition d'un pneu tourisme. Au total, il faut près de 27 litres de pétrole brut pour produire un pneu. Or le pétrole est une matière première non renouvelable dont le prix est appelé à croître au fur et à mesure de sa raréfaction.

Les pneus se préparent à l’après-pétrole

« Une recherche intensive était en cours depuis des années pour obtenir une source alternative d'isoprène, en particulier à partir de ressources renouvelables comme la biomasse, explique Joseph McAuliffe, scientifique de Genencor. Un des défis techniques fut de développer un processus efficace de conversion du sucre en isoprène. L'un des moyens qui nous a permis de relever ce défi fut d'utiliser un procédé de fermentation basé sur une souche de bactéries modifiées pour convertir les réactifs glucidiques en BioIsoprene [un nom commercial, NDLR]. »

Lors de la dernière réunion de l'American Chemical Society, Joseph McAuliffe a présenté ce nouveau procédé de production de bioisoprène à partir de biomasse avec sa chaîne de fermentation par bactéries modifiées, récupération et purification de l'isoprène. Selon lui, « le BioIsoprene servira d'alternative renouvelable et compétitive à l'isoprène. C'est un matériau qui pourrait ouvrir de nouveaux marchés ».

L'isoprène est en effet utilisé non seulement par l'industrie du pneumatique, mais aussi pour la production d'autres produits comme les élastomères, les adhésifs ou les gants chirurgicaux. La production actuelle d'isoprène pur dérivée du pétrole est de 780 millions de tonnes. Un mode de production durable de ce composé chimique, dans un monde où les ressources en pétrole sont limitées, a donc clairement sa place. « C'est un marché énorme » déclare Joseph McAuliffe. Genencor compte commercialiser la technologie de production du BioIsoprene d'ici cinq ans.

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