Coir : Fibre Naturelle, Usages et Production Durable

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Contexte

La noix de coco vendue dans le commerce est en réalité la graine unique du cocotier, Cocos nucifera. Avant d'atteindre le marché, la graine est débarrassée de son enveloppe extérieure coriace et d'une couche de 5 à 8 cm de pulpe fibreuse. Les fibres extraites de cette pulpe sont appelées coir. Elles vont de brins robustes adaptés aux brosses à des filaments fins pouvant être filés en fils grossiers et durables. Aux États-Unis, les applications les plus populaires du coir sont les paillassons à poils durs, la ficelle agricole et les géotextiles — matériaux posés sur sol nu pour limiter l'érosion et favoriser la croissance de couvertures protectrices.

Bien que les cocotiers prospèrent dans les régions tropicales du monde entier, pratiquement tout le coir produit commercialement provient d'Inde et du Sri Lanka. Les noix de coco sont principalement une culture alimentaire ; l'Inde seule récolte environ un quart des 55 milliards de noix de coco mondiales annuelles. Sur la matière de l'enveloppe, seulement environ 15 % est récupérée en fibre de coir, produisant approximativement 280 000 tonnes métriques par an.

Les fibres de coir sont classées de deux façons. D'abord, par maturité de l'enveloppe : les noix de coco pleinement mûres produisent du coir brun, fort, résistant à l'abrasion et protégé aux UV ; il est brun foncé et utilisé principalement dans les brosses, paillassons et rembourrages d'ameublement. Le coir blanc provient de noix récoltées peu avant maturité ; il est plus clair, plus souple et moins robuste, généralement filé en fils pour nattes, ficelles ou cordes.

Ensuite, par longueur de fibre : les fibres de coir brun et blanc varient de 10 à 30 cm. Les fibres d'au moins 20 cm sont appelées fibres à soies ; les plus courtes et fines sont dites fibres de matelas. Une enveloppe de noix de coco de 300 g produit environ 80 g de fibre, dont un tiers est de la fibre à soies.

Le coir est la seule fibre naturelle résistant à l'eau salée, le rendant idéal pour les filets de récolte de coquillages et les cordages d'applications marines. Sa haute résistance à l'abrasion et sa durabilité face aux intempéries le rendent aussi populaire pour les paillassons, brosses et la ficelle prisée des houblonniers américains pour soutenir les vignes. La biodégradabilité, la capacité de rétention d'eau et la texture fibreuse du coir renforcent encore son adéquation pour les géotextiles.

Histoire

Les cocotiers appartiennent à l'une des plus anciennes familles de plantes, cultivées depuis au moins 4 000 ans. En sanskrit, la langue qui a évolué vers l'hindi et l'ourdou, le palmier était surnommé « l'arbre qui fournit toutes les nécessités de la vie ». La durabilité du fruit — flottant à travers les océans tout en restant viable — a facilité sa propagation de l'Asie du Sud-Est à l'ensemble des tropiques, naturellement ou via le commerce humain.

Vers 60 apr. J.-C., un marin grec décrivit un village d'Afrique de l'Est (probablement l'actuelle Tanzanie) utilisant la fibre de coco pour assembler des planches de bateaux. Au XIe siècle, les commerçants arabes, dont les routes s'étendaient de la Chine à Madagascar, enseignèrent aux habitants du Sri Lanka et de l'Inde comment extraire et traiter les fibres de coco. Au XIIIe siècle, Marco Polo nota que les marins arabes construisaient des navires sans clous, utilisant la fibre de coco pour les coudre. En Chine, il observa que la fibre de coco était utilisée depuis cinq siècles.

En Micronésie et Polynésie, le coir — souvent appelé sennit — joua un rôle crucial dans l'exploration. Les premiers colons hawaïens des îles Marquises arrivèrent au Ve siècle à bord de pirogues à double coque lashées avec de la fibre de coco. Les ligatures de sennit restèrent la méthode de construction principale pour bateaux, bâtiments, armes et outils jusqu'à ce que les explorateurs européens introduisent les clous en fer à la fin du XVIIIe siècle.

La production de coir resta largement inchangée jusqu'au milieu du XXe siècle, quand la mécanisation commença. En Inde, une machine à défibrer fut inventée en 1950. Le traitement du coir est une activité économique vitale, employant plus de 500 000 personnes. La mécanisation progressive vise à moderniser la production tout en préservant l'emploi. En 1980, l'Inde et le Sri Lanka initièrent des efforts collaboratifs pour identifier et surmonter les contraintes technologiques de la fabrication du coir.

Matériaux Premières

Les cocotiers fleurissent mensuellement. Comme un fruit met un an à mûrir, un arbre porte des noix de coco à 12 stades de maturité. La récolte suit généralement un cycle de 45-60 jours, donnant 50-100 noix par arbre et par an.

L'eau douce est utilisée pour traiter le coir brun, tandis que l'eau douce et l'eau de mer sont employées pour le coir blanc. En 2000, des chercheurs découvrirent qu'ajouter un bouillon de 10 bactéries anaérobies spécifiques à l'eau de mer peut accélérer significativement l'extraction des fibres sans compromettre la qualité.

En Europe et en Asie, les nattes en coir brun peuvent être traitées au latex de caoutchouc pour servir de rembourrage dans les matelas ou la sellerie automobile.

Processus de Fabrication

Récolte et Décorticage

• 1. Les noix de coco mûres tombées peuvent être ramassées au sol. La récolte des noix encore attachées à des arbres de 12-30 m implique des grimpeurs : à la main, un grimpeur peut récolter ~25 arbres par jour ; avec une perche en bambou munie d'un couteau, jusqu'à 250 arbres par jour. Une troisième méthode — singes dressés — n'apparaît que dans les pays à production commerciale limitée de coir.
• 2. Les noix mûres sont décortiquées immédiatement ; les non mûres peuvent être séchées un mois en les étalant en couche unique au sec. Pour séparer la graine, une noix est empalée sur une pointe en acier pour fendre l'enveloppe, et la couche de pulpe est pelée. Un décortiqueur habile traite ~2 000 noix par jour ; les machines modernes en gèrent 2 000 par heure.

Rouissage

Le rouissage est une étape de curing où les enveloppes sont maintenues dans un environnement favorable aux microbes, décomposant partiellement la pulpe et libérant les fibres de coir et le résidu appelé poudre de coir. Le rouissage en eau douce est utilisé pour les enveloppes mûres ; le rouissage en eau salée pour les enveloppes vertes.

• 3. Rouissage en eau douce : les enveloppes mûres sont enterrées dans des fosses le long des rives, immergées dans des cuves en béton remplies d'eau, ou suspendues par des filets dans une rivière et lestées pour rester submergées. Les enveloppes trempent généralement au moins six mois.
• 4. Rouissage en eau salée : les enveloppes vertes sont trempées dans l'eau de mer ou l'eau douce salinisée, souvent dans des fosses de rive près de l'océan où l'action des marées les couvre alternativement d'eau de mer et les rince à l'eau de rivière. Le processus dure généralement 8-10 mois, bien que l'ajout des bactéries appropriées puisse le réduire à quelques jours.
• 5. Des méthodes mécaniques ont été développées pour accélérer ou contourner le rouissage. Les enveloppes mûres peuvent être traitées dans des machines de broyage après seulement 7-10 jours de rouissage. Les enveloppes immatures peuvent être broyées à sec sans rouissage ; après passage dans une machine de broyage, ces enveloppes vertes n'ont besoin que d'un ou deux jours d'humidification avant le défibrage. Le broyage à sec ne produit que de la fibre de matelas.

Défibrage

• 6. Traditionnellement, les ouvriers battaient la pulpe rouie avec des maillets en bois pour séparer les fibres de la poudre et de l'enveloppe externe. Les machines motorisées modernes emploient des bras batteurs plats dans des tambours en acier. Les fibres à soies sont séparées à la main ou par un tambour rotatif muni de pointes en acier.
• 7. Les fibres de matelas sont séparées de la poudre par lavage du résidu et peignage à la main ou dans un tambour perforé ou tamis. Le rouissage en eau salée ne produit que des fibres de matelas.
• 8. Les fibres propres sont étalées lâchement au sol pour sécher au soleil.

Finition

• 9. Les fibres à soies non traitées immédiatement sont roulées et liées en faisceaux lâches pour stockage ou expédition. Les producteurs mécanisés peuvent utiliser une presse hydraulique pour créer des balles compactes.
• 10. Les fibres de matelas peuvent être pressées en balles hydrauliques. Pour un traitement ultérieur, les fibres sont peignées avec des outils de cardage mécaniques ou manuels, tordues lâchement en fils épais (mèches), et enroulées en faisceaux. La mèche peut être re-filée en fils plus fins. Les techniques vont du filage manuel simple aux machines entièrement automatisées.
• 11. Selon l'usage final, le fil peut être expédié directement ou tordu en ficelle et mis en faisceaux. Techniques manuelles traditionnelles et méthodes mécaniques plus récentes sont utilisées pour tresser la ficelle en corde ou tisser le fil en nattes ou filets.
• 12. Pour le rembourrage d'ameublement, la fibre à soies est filée lâchement en fil, laissée au repos, puis légèrement feutrée en nattes qui sont pulvérisées de latex, séchées et vulcanisées (traitement thermique au soufre).

Sous-produits/Déchets

Les fibres de coir représentent environ un tiers de la pulpe de noix de coco ; les deux tiers restants, la poudre de coir (ou poussière de coir), étaient historiquement considérés comme déchets. Bien que biodégradable, elle peut mettre jusqu'à 20 ans à se décomposer, laissant des millions de tonnes en grands tas en Inde et au Sri Lanka. À la fin des années 1980, des chercheurs développèrent des procédés pour transformer la poudre de coir en paillages, traitements de sol et milieux de culture hydroponique, offrant des alternatives à la tourbe et à la vermiculite. Avant compression en briquettes pour la vente, la poudre de coir subit une décomposition partielle par microbes et champignons. Une entreprise australienne a récemment transformé la poudre de coir en produit absorbant pour la remédiation des déversements d'hydrocarbures.

Le rouissage génère une pollution significative de l'eau, avec des polluants organiques tels que pectine, pectosane, graisse, tanin, polyphénols toxiques et bactéries (dont salmonelles). Les scientifiques explorent des options de traitement, et au moins un fabricant de coir affirme traiter ses eaux usées.

Avenir

Avec l'avancée technologique, les groupes industriels et les gouvernements promeuvent activement de nouvelles applications du coir. Les géotextiles représentent un domaine prometteur : en 2000, l'État indien du Kerala décréta « l'Année des Géotextiles en Coir », stimulant marketing et recherche. Le marché mondial des géotextiles dépasse 1 milliard de m² annuels, les fibres naturelles n'en représentant que 5 % aujourd'hui mais devant croître alors que les utilisateurs se détournent des synthétiques non biodégradables.

Un autre produit émergent est une alternative au contreplaqué faite en imprégnant une natte de coir de résine phénol-formaldéhyde et en la cuisant sous chaleur et pression.