Ekoa TP : Un composite thermoplastique à base de lignine qui surpasse le bois en durabilité

CW a écrit sur Lingrove et ses produits Ekoa à maintes reprises, mais c'étaient des préimprégnés et panneaux thermodurcissables utilisant fibre de lin et résine bio-époxy. L'entreprise a maintenant lancé Ekoa TP, utilisant un thermoplastique à base de lignine pour un process industriel rapide et la recyclabilité dans un composite structurel qui offre l'aspect et le toucher du bois mais avec une bien meilleure durabilité.

Mieux que le bois

Le bois est le composite structurel de la nature, un matériau fort mais léger composé de fibre de cellulose maintenue par de la lignine, un polymère naturel. En termes de résistance et rigidité spécifiques, le bois approche les composites et métaux, et reste le matériau de choix pour meubles, maisons et intérieurs. Cependant, sa durabilité est de plus en plus problématique :

• 87 % des forêts primaires ont disparu.
• La déforestation est l'un des plus grands problèmes environnementaux mondiaux, et pas seulement dans les pays en développement – Suède, Finlande et Portugal figurent dans le top 10 des pays ayant le plus perdu d'arbres de 2000 à 2012.
• On estime que la déforestation est responsable d'environ 20 % des émissions de gaz à effet de serre.

Les arbres nécessitent 25 à 100 ans pour croître et se densifier en matériau structurel. Le lin pousse en 100 jours, ne nécessite pas d'irrigation et est négatif en CO2. Le Canada produit 1 million de tonnes de lin par an pour les graines et jette les tiges. Mais Lingrove prévoit d'utiliser ces tiges, s'appuyant sur une chaîne d'approvisionnement mondiale déjà industrialisée qui produit des fibres naturelles continues à haute résistance, léger poids. Lingrove mélange ensuite ces fibres naturelles avec une résine biosourcée faite avec de la lignine issue de sources non-alimentaires et recyclable. Le résultat est Ekoa TP.

Ekoa TP est un rouleau de composite renforcé de fibres continues thermoplastique. Une fois découpé et superposé dans un moule, il devient un matériau composite structurel aisément moulé par compression en formes 3D. L'évier ci-dessous a été réalisé pour l'une des plus grandes entreprises mondiales de fixtures d'intérieur. « Nous essayons d'étendre les avantages des composites hors de leurs applications historiques », dit Joe Luttwak, fondateur de Lingrove.

Luttwak a découvert les composites en travaillant dans le design pour Ferrari. Il a ensuite fondé Blackbird Guitar, construisant de beaux instruments avec la légèreté et la performance de la fibre de carbone mais l'aspect et le son du bois. Ces matériaux offraient aussi une meilleure résistance à l'humidité et la température et n'alimentaient plus le marché noir de 50 milliards $ pour bois précieux braconnés comme le palissandre et l'acajou.

Après des années de développement et d'affinage de cette technologie composite biosourcée, Luttwak a créé Lingrove pour étendre les applications d'Ekoa. Cela a été atteint, comme illustré par les exemples ci-dessus, mais il s'est heurté au problème de la scalabilité. « Nous voyions comment les thermoplastiques offraient un process rapide et aussi une recyclabilité plus aisée », note Luttwak. « Les fabricants de meubles et intérieurs veulent des matériaux qui se transforment à l'échelle industrielle comme les plastiques, mais les consommateurs veulent l'aspect et le toucher du bois, ainsi que des produits qui aident à prévenir la destruction de la planète, pas à y contribuer. Ekoa TP offre les deux. »

Lingrove a une lettre d'intention (LOI) et un développement en cours avec Steelcase (Grand Rapids, MI, US), la plus grande entreprise mondiale d'intérieurs commerciaux. « Nous vendons aussi des quantités pilotes à plusieurs des plus grandes entreprises de meubles ainsi qu'en intérieurs automobiles », ajoute Luttwak. In fine, Lingrove visera le marché de la construction à 150 milliards $. « Les composites y émergent à peine, mais 37 % des émissions mondiales de CO2 viennent de la construction résidentielle et commerciale. C'est un marché où nous pouvons faire la différence tout en livrant performance et esthétique désirées. »

Produits et montée en production

En plus des rouleaux continus (centaines de pieds) de feuille consolidée, Ekoa TP sera aussi vendu comme panneaux structurels, avec une variété de matériaux de cœur disponibles, allant du balsa bout de bout et mousses déjà largement utilisés dans les composites, à des matériaux plus familiers dans la construction et l'intérieur comme mousse polyuréthane et nid d'abeille carton. Lingrove travaille aussi sur des cœurs novateurs.

L'entreprise a breveté sa technologie pour fabriquer des panneaux et matériaux structurels en fibres naturelles, et développe sa capacité de production de feuille continue, visant une production initiale de 5 000 pi/jour d'ici fin 2018 et une montée à 10 000 pi/jour en 2019.

« Les composites doivent faire leur part au-delà du simple allègement », dit Luttwak. « Il est temps de regarder des matériaux qui réduisent non seulement déchets, transport et coûts de cycle de vie mais aussi adressent la consommation d'énergie, les émissions et le stimulus pour les tendances mondiales destructrices comme la déforestation. » Alors que la population mondiale enfle et que l'industrie de la construction répond, avec un doublement projeté en taille, les composites Ekoa TP présentent une vraie opportunité.