Cet article fait partie des 112 cas de l’économie bleue.

Cet article fait partie d’une liste de 112 innovations qui façonnent l’économie bleue. Il s’inscrit dans le cadre d’un vaste effort de Gunter Pauli pour stimuler l’esprit d’entreprise, la compétitivité et l’emploi dans les logiciels libres. Pour plus d’informations sur l’origine de ZERI.

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Cas 16 : Lutte contre le feu et la flamme avec les agrumes

Jan 4, 2013 | 100 Innovations, Alimentation, Autre, Energie, Santé

Le marché

Le marché mondial des ignifugeants et des retardateurs de flamme est estimé à 5,1 milliards de dollars pour 2012 et devrait atteindre 7,1 milliards en 2017. Le marché des produits chimiques sans halogène qui préviennent les incendies s’élève déjà à 2,72 milliards de dollars et ne cesse de croître. Les consommateurs soucieux de leur santé en Europe et au Japon, ainsi que les législations strictes en vigueur dans le monde entier, poussent les produits halogénés dangereux hors du marché. Toutefois, la croissance de la demande de tous les produits ignifuges provient de la Chine, qui devrait accroître la demande de plus de 13 % au cours des 12 prochains mois. La région Asie-Pacifique représente déjà 48 % du marché mondial. Malheureusement, la demande de produits ignifuges bromés (toxiques) domine le marché asiatique avec des ventes de plus d’un milliard de dollars et, grâce aux exportations, les pays industrialisés en bénéficient.

L’histoire de la chimie du contrôle des flammes remonte aux Égyptiens qui trempaient le bois dans de l’alun (sulfate d’aluminium et de potassium hydraté) pour l’empêcher de brûler. La demande d’agents de lutte contre l’incendie était limitée au bois jusqu’à l’introduction de produits à base de pétrole qui a forcé l’utilisation de retardateurs de flamme comme norme de sécurité. Les compagnies d’assurance ont joué un rôle central dans la promotion de son utilisation. Comme le feu est la quatrième cause de décès accidentel, on estime à 300 000 le nombre de victimes chaque année que les parlements ont adopté des lois imposant ces produits chimiques dans les canapés, les voitures, les ordinateurs, les câbles, les rideaux et de nombreux autres articles. Ironiquement, le règlement même qui visait à réduire les risques d’incendie a introduit des produits chimiques toxiques qui, même à ce jour, sont dispersés dans l’environnement. Les objectifs de sécurité ont été atteints, mais l’impact sur la santé s’est avéré être une conséquence involontaire.

La moitié des produits chimiques utilisés pour ralentir la propagation de la flamme et pour supprimer la fumée sont mélangés à des plastiques que l’on trouve dans les voitures, les avions, les trains et les maisons. Le reste est utilisé dans les textiles, les meubles, le papier, la décoration intérieure, la literie, les lampes, les chandeliers et les vêtements de travail. De plus en plus de recherches suggèrent que ces retardateurs de flamme et de feu peuvent causer des maladies neurologiques et reproductives, un dysfonctionnement de la thyroïde et toutes sortes de cancers. Grâce aux résultats de la recherche scientifique, l’une des pires molécules (DECA) sera éliminée volontairement par les leaders du marché Albemarle, Chemtura et ICL Industries d’ici 2013.

L’innovation

De nouvelles lignes directrices réglementaires pour la réduction des produits chimiques toxiques entraînent une demande de retardateurs de flamme qui ne se bioaccumulent pas. Alors que les gouvernements établissent de nouvelles normes en matière d’inflammabilité et de fumée pour une vaste gamme de produits, les innovateurs ont une chance unique d’entrer sur le marché. Les experts prévoient que la nanotechnologie jouera un rôle clé dans l’amélioration des performances, notamment en créant des composites polymère-argile. Mats Nilsson, un inventeur suédois, a imaginé une solution totalement différente basée sur des produits chimiques de qualité alimentaire. Il nomme cette découverte, qui a été brevetée dans le monde entier, les « mangeurs de chaleur moléculaire » (MHE) qui s’inspire de la façon dont les animaux à sang chaud métabolisent les aliments.

Mats se souvient de l’histoire de son grand-père, un soudeur qui s’est rendu compte que ses vêtements semblaient résistants aux étincelles et aux flammes aux endroits où il avait accidentellement renversé son cidre de boisson préféré. Cependant, le développement réussi de ce retardateur de flamme est basé sur plus qu’une anecdote. La théorie qui sous-tend cette percée est que l’énergie libérée lors d’une réaction acido-basique détermine la quantité d’énergie nécessaire pour dégrader les résultats d’une réaction antérieure. C’est un exemple de chimie physique. Les nattes ont conçu une réaction entre un acide organique et une base inorganique, qui génère une forte réaction exothermique. Lorsque la température augmente, cela crée une barrière contre le feu à la surface, de sorte que la chaleur ne se propage pas et que le feu ne se propage pas partout.

Pour créer du feu, vous avez besoin de trois composants : de l’oxygène, de la chaleur et d’un matériau combustible. D’abord, la MHE se lie à l’oxygène pour former de l’eau en utilisant des sels, produisant des ions chargés positivement (cations). Les caissons fournissent du carbone pour fabriquer plus rapidement plus d’omble, un matériau incombustible, générant – ce faisant – du CO2, un gaz ininflammable. Ainsi, l’oxygène est « consommé » et l’omble couvre la surface, dans un environnement de gaz inflammables. La matière première nécessaire à la fabrication de la SME pourrait provenir du marc de raisin et des agrumes.

La MHE est produite sous forme de minuscules particules biodégradables, sous la forme d’un liquide, d’un gel ou d’une poudre. La taille infime de ces sels augmente la surface, ce qui multiplie et accélère les réactions chimiques, ce qui entraîne une réduction de la quantité de retardateur de flamme nécessaire.

Le premier flux de trésorerie

Le principal défi est d’optimiser le mélange des produits ignifuges dans une grande variété de produits. Un PVC, par exemple, est riche en chlore et nécessite une concentration différente de MHE en fonction des additifs pour ramollir le plastique ou le protéger contre les ultraviolets, qui soit augmentent l’inflammabilité, soit le stimulent. Après des années d’essais et d’erreurs, un portefeuille d’applications de produits compétitives a vu le jour : moquettes en polyamide pour les murs, revêtements de tuyaux et de dos de moquette en PVC, mousse souple en polyuréthane, cellulose pour le papier, polystyrène pour la construction et l’isolation.

Mats Nilsson a ensuite créé Trulstech AB, une société suédoise. Il a opté pour une série d’accords de licence avec des sociétés aux Etats-Unis et en Australie. Son partenaire suédois Deflamo AB s’est ensuite introduit sur le marché secondaire à Stockholm et a lancé le retardateur de flamme sous la marque Apyrum©. Deflamo a une fabrication à grande échelle des ingrédients opérationnels pour répondre à la demande industrielle, et saute d’un grossiste de l’ingrédient principal, au producteur de panneaux de fibres multi-densités protégés par ce retardateur de flamme et de feu naturel. Deflamo a produit un ignifugeant à base d’eau pour les textiles et le papier, une poudre pour les polymères et une adaptation spéciale pour l’imprégnation des textiles en fibres naturelles.

L’opportunité

L’innovation décrite va au-delà de la simple substitution d’un produit chimique par un autre. Il offre la possibilité de recycler les déchets de marc de raisin et d’agrumes offrant de nouvelles perspectives aux régions viticoles, de remplacer les produits chimiques toxiques par des molécules de qualité alimentaire et de transformer une industrie très centralisée avec peu d’acteurs mondiaux en une plaque tournante pour les initiatives régionales, soutenue par un portefeuille de brevets. De plus, la gamme d’applications peut rapidement évoluer des tapis d’avion et des boîtiers d’ordinateurs aux extincteurs d’incendie, en passant par une chimie respectueuse de l’environnement utilisée dans les incendies de forêt.

Un jour, la même technologie pourrait même être appliquée dans l’industrie minière, où les étincelles provoquent des explosions et forcent l’utilisation d’équipements coûteux à base de nickel. L’option la plus fascinante à l’avenir est la brumisation possible de SME pour neutraliser les fusils ? et les canons. Bien qu’il n’y ait pas encore de preuve de ce concept, le fait que le produit soit déjà compétitif en termes de prix et de performance au début de son introduction sur le marché, donne une indication de la portée de ce produit. C’est aux entrepreneurs du monde entier qu’il incombe de compléter ce qui existe déjà et de lancer l’entreprise.

Vidéos

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