Flashback IHC2022 : Le CRITT présente ses travaux sur les plastiques et les pigments naturels issus de la grenade
Depuis plus de 20 ans, le CRITT horticole s’intéresse aux pouvoirs des plantes tinctoriales et des colorants naturels. Parmi les recherches menées par les équipes de Rochefort, plusieurs ont fait l’objet de communications au congrès IHC qui s’est tenu à Angers en août dernier et dont les actes sont parus. Le premier article de cette série Flashback IHC2022 s’intéresse aux colorants végétaux plastiques grenade.
Les pigments végétaux peuvent-ils colorer le plastique ?
Suite à l’émergence des plastiques biosourcés, l’objectif était de prouver la possibilité de colorer des polymères avec des pigments végétaux, de façon à couvrir de façon plus écologique toute la chaîne de fabrication de ces matériaux.
Responsable du laboratoire Colorants et titulaire d’un Doctorat en biochimie/enzymologie, Christine Brunet supervise ces travaux de recherche au sein du CRITT, lancés dès 2014 avec l’aide du fonds FEDER. « C’était un réel défi, car les colorants naturels sont réputés sensibles à des températures élevées. Or les plastiques sont transformés entre 100° à 300°… »
Les chercheurs du CRITT de Rochefort prennent d’abord contact avec les acteurs de la filière pour éprouver leurs pigments dans des conditions industrielles, sur toutes sortes de polymères si possible biosourcés, tels que PE, PP, PET ou PLA, et dans différentes configurations de transformation : extrusion, injection, thermoformage, extrusion soufflage ou gonflage. « Ces essais nous ont confirmé que les colorants végétaux résistent à la chaleur et peuvent teinter les plastiques. »
Entre 2018 et 2022, ce premier succès incite l’équipe à mener des investigations plus poussées pour tester des paramètres supplémentaires :
- Résistance à la lumière, avec des résultats variables selon le pigment et sa concentration.
- Compatibilité avec la réglementation des emballages alimentaires, dosage des impuretés dont les métaux lourds, tests de toxicité et évaluation de la migration de l’emballage coloré.
Lors de sa présentation aux participants de l’IHC, Christine Brunet a pu démontrer les bons résultats de l’ensemble des tests : « Nous avons 8 pigments végétaux qui valident tous ces critères, ce qui montre la pertinence de nos travaux pour répondre à la demande du marché. »
Une deuxième vie pour les peaux de grenade
La demande est venue d’un industriel tunisien, spécialisé dans l’extraction du jus de grenade, très prisé en Afrique du Nord. Plutôt que de jeter les nombreuses peaux de fruit, le fabricant a contacté le CRITT de Rochefort pour vérifier leur propriété colorante, et transformer ainsi des résidus en potentielles ressources.
Une démarche assez normale pour Amélie Braye, technicienne de laboratoire, puisque « le pouvoir tinctorial des écorces de grenade est connu depuis l’antiquité. En 2021, cet industriel nous a donc envoyé de la matière brute, sous forme de peaux broyées et séchées. »
Suivent plusieurs essais pour tester deux sortes de solvant :
- De l’eau déminéralisée,
- Un mélange réalisé avec 50 % d’eau, et 50 % d’éthanol.
Chaque composition a été soumise aux mêmes expériences : chauffage de l’écorce et du solvant, macération et filtration afin de récupérer le jus coloré. Puis celui-ci est concentré, séché à l’étuve, et enfin l’extrait sec obtenu est broyé. Précision d’Amélie : « Cette poudre est pesée pour mesurer le rendement d’extraction. Pour l’écorce de grenade, nous obtenons un rendement d’extraction de 50 %, c’est un très bon score. »
Les chercheurs ont ensuite fait appel à l’analyse spectrophotométrique de l’extrait sec pour mesurer l’intensité colorante (la capacité de coloration) des extraits obtenus avec les deux solvants, avec un meilleur résultat pour le mélange eau + éthanol.
Étape finale : appliquer les colorants sur différentes matières pour valider leurs propriétés de teinture. L’application sur des cheveux n’étant pas concluante, l’équipe poursuit avec des essais sur des textiles tels que le coton et la soie, en ajoutant comme « mordants » des sels métalliques. Sous l’effet d’acétate d’aluminium, de lactate de fer ou d’oxalate de titane, les textiles présentent des colorations exploitables allant du beige au gris foncé. « Ces résultats sont d’autant plus significatifs que nos tests montrent une bonne solidité à la lumière des coloris obtenus. Nous avons donc fait la preuve que les écorces de grenade ont un réel intérêt colorant à un coût abordable en raison du bon rendement d’extraction. »
Interview réalisée par Claire Goutines