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 8 : Couleur sans pigment

Déc 27, 2012 | 100 Innovations, Autre

Le marché

Le marché mondial des pigments de couleur et des colorants est estimé aujourd’hui à 20 milliards de dollars. La Chine est devenue le plus grand producteur mondial. Les textiles représentent le plus grand consommateur, tandis que la croissance de la demande provient principalement des encres d’imprimerie puisque les imprimantes couleur sont de plus en plus installées dans chaque maison. Des leaders de l’industrie comme Clariant, Dainippon, Ciba Specialty Chemicals et BASF offrent plus de 5 000 variétés de couleurs à utiliser dans les produits les plus divers, y compris les aliments, le papier, les plastiques, les peintures, les cosmétiques, les crayons, les savons et la céramique.

Le dioxyde de titane est le pigment le plus vendu, le pigment blanc le plus utilisé dans le monde. Le dioxyde de titane est fabriqué avec de l’acide sulfurique ou du chlore. Le titane lui-même est extrait et traité à des températures supérieures à 2000°C. Les fabricants sont confrontés à un autre défi : les déchets. Pour chaque tonne de pigment, quatre à douze tonnes de déchets sont générés, y compris le chlorure de fer toxique. L’industrie a subi d’importants changements dans la formulation des produits et la conception des procédés depuis que les gouvernements ont commencé à interdire les pigments toxiques à base de plomb et de cadmium et à limiter les flux de déchets à la sortie de l’usine.

Les utilisateurs de la couleur ont dû s’adapter à la nouvelle réglementation. La célèbre bouteille jaune de Pennzoil dépendait du plomb, et bien que cette formule de pigment de couleur jaune vif coûterait cher.1,00 $ à 1,50 $ la livre, la solution biologique coûterait 30 $ la livre. Le jaune toxique a été progressivement remplacé par une version moins brillante et moins toxique. Caterpillar, le fabricant d’équipement lourd, reconnu mondialement sur la route pour sa version jaune de l’équipement de terrassement, a également décidé de changer son image corporative vers un jaune moins brillant après avoir fait face à une augmentation spectaculaire des coûts des pigments afin de se conformer aux règlements. Dans le même temps, de nouveaux marchés sont apparus sur lesquels les facteurs de coûts sont moins sensibles. C’est particulièrement vrai pour les encres d’imprimerie. Selon le magazine PC World, l’encre d’une cartouche à jet de couleur de 22 $ quart d’once est plus chère en poids que le caviar russe importé. Il n’est pas surprenant que l’imprimante soit offerte presque gratuitement, ce qui permet aux clients d’acheter de la couleur au fournisseur exclusif.

L’innovation

Les papillons bleus et verts, les coléoptères dorés et blancs et les paons créent des couleurs sans aucun pigment. Leur beauté est obtenue grâce à des effets optiques exempts de plomb et de cadmium, et le processus de production ne génère aucun flux de déchets. L’effet de couleur est encapsulé dans des matériaux biodégradables, souvent à base de chitine/kératine et d’acides aminés. La principale percée du professeur Andrew Parker (Natural History Museum, Londres et Oxford University) est qu’il a observé comment les animaux ne poursuivent pas un seul objectif : couleur et surface ont plusieurs fonctions. Parker s’est rendu compte que le dendroctone noir de Namibie assure un point de rosée bas dans le désert, et empêche l’entrée de la chaleur du sable du désert, tout en étant noir.

Parker étudie comment des avantages multifonctionnels peuvent être obtenus, y compris la protection contre les rayons ultraviolets, la dissipation de la chaleur, l’absorption d’eau ou l’hydrofugation. Alors que chacune de ces fonctions est généralement réalisée dans l’industrie au moyen d’une seule recette chimique, Parker examine la puissante combinaison qui peut conduire à un appareil couleur plus cher qu’un pigment, mais qui finit par être moins cher pour les clients grâce à son portefeuille de fonctions supplémentaires qui, autrement, auraient été employées comme appareils individuels et dédiés, auraient totalisé beaucoup plus d’argent.

L’approche adoptée par Parker est fondamentalement différente de l’innovation nanotechnologique introduite en 2004 par le groupe chimique japonais Teijin, pionnier dans la fabrication de fibres synthétiques sans pigment et sans colorant commercialisées sous la marque Morphotex®. Teijin utilise la recette du papillon Morpho de la forêt amazonienne en Amérique latine, avec une brillance bleu cobalt sans pigment. Teijin couches de polyester avec du nylon pour générer du rouge, vert, bleu et violet. La production est encore limitée à quelques dizaines de tonnes par mois, ce qui est à la minute près, et les ventes se limitent aux robes de mariée et aux kimonos traditionnels japonais où l’effet miroitant est très apprécié.

Le premier flux de trésorerie

Parker a appliqué ses connaissances à de multiples applications, y compris la création d’une nouvelle technologie “holographique” qui demeure secrète puisqu’elle offre une protection contre les faussaires de la monnaie. Il a ensuite mis au point un produit et un procédé de développement. Afin de prouver la viabilité commerciale dans un large éventail d’applications, Parker conçoit des méthodes de production pour protéger les horlogers d’un assaut sur leurs produits en intégrant un contrôle visuel sur le verre qui rend la reconnaissance facile et économique.

L’opportunité

Le champ d’application est vaste et les opportunités touchent tous les secteurs de l’économie. Peut-être l’une des applications les plus prometteuses à court terme est le cristal pour la société Swarovski. La technologie d’Andrew permet de faire briller des figurines décoratives telles que des oiseaux ; mieux, ces derniers brillent de mille feux puisque l’effet de couleur utilise en fait un procédé emprunté à l’oiseau lui-même. Bien qu’il s’agisse d’un marché plutôt limité, il permet de maîtriser la polyvalence de la technique et d’établir une nouvelle norme pour le marché.

L’initiative d’introduire ces innovations supplémentaires sur le marché revient aux producteurs de couleurs. Comme Andrew est capable de concevoir des pigments à effet métallique dans ou sur un substrat de polymère, de silice ou de cristal, les fabricants qui entrent sur le marché mondial des énergies renouvelables pourraient bien remonter la chaîne de valeur et se lancer dans la création de nouveaux matériaux, y compris les plastiques à effets de couleur. Les plastiques renouvelables se sont concentrés sur des applications à faible coût et à grand volume comme les sacs en plastique et les gobelets qui souffrent de la concurrence acharnée dans ce marché mondialisé, demandant souvent aux clients potentiels de payer plus pour pouvoir polluer moins.

La combinaison de plastiques issus de ressources renouvelables (comme les déchets agricoles, forestiers et alimentaires) avec des innovations dans la production de couleurs sans pigments ni colorants pourrait augmenter les marges bénéficiaires tout en assurant une plus grande pénétration du marché grâce aux innovations décrites. Maintenant que la chimie passe de la pétrochimie aux bioraffineries, des entreprises innovantes comme Novamont en Italie (bioplastiques) ou Domsjö (éthanol à base de bois) en Suède, pourraient devenir des pionnières dans la fusion des industries, intégrant les innovations de Parker dans les produits qui ornent notre voiture, la maison et le bureau. Ce qu’il faut ensuite, ce sont les entrepreneurs qui créent les niches, afin que l’on puisse commencer à pénétrer le marché.

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