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Liliana Joosten (à droite) et Benedetta Rigatelli (à gauche) sont doctorantes aux laboratoires IMP et CP2M. Toutes deux sont originaires d’un pays différent – Liliana est allemande, Benedetta est italienne – et lorsqu’elles arrivent à Lyon, avant même de se connaître, elles partagent déjà un objectif commun : relier recherche fondamentale et application industrielle dans le développement de matériaux durables. C’est ce qui les a amenées à postuler au projet européen VITRIMAT, un réseau de formations innovantes (ITN en anglais).

Ce programme de recherche et de formation doctorale, financé à hauteur de 2,8 M€ pour une durée de quatre ans et coordonné par Eric Drockenmuller (Pr à l’Université Lyon 1), a permis le recrutement de 11 doctorantes et doctorants à travers l’Europe, dont Liliana et Benedetta. Au sein d’un consortium réunissant des partenaires académiques et industriels, ainsi qu’un centre technique issus de 5 états membres de l’Union européenne (France, Belgique, Espagne, Pays-Bas, Allemagne), ils et elles participent au développement de matériaux innovants à base de vitrimères, une alternative aux plastiques non-recyclables.
 

Les vitrimères, matériaux performants et recyclables

Il existe aujourd’hui deux types de plastiques : ceux qui se recyclent et ceux qui ne se recyclent pas. Ce qui les distingue ? Leurs performances.

Bouteilles, flacons, emballages… ces objets du quotidien sujets à un tri sélectif ne nécessitent pas de résistance particulière, excepté l’étanchéité – on parle de plastiques à basses performances. A l’inverse, certaines industries modernes telles que les semi-conducteurs, l’aéronautique, l’automobile ou l’énergie requièrent des plastiques résistants à la chaleur, à la pression ou encore aux produits chimiques. Seulement, ces plastiques hautes performances ont un inconvénient majeur : leur structure même les rend non-recyclables.

En 2010, la découverte des vitrimères ouvre une nouvelle perspective. Mis au point par le chercheur français Ludwik Leibler et son équipe, ce nouveau type de matériau pourrait réconcilier haute performance et recyclabilité.

Leurs propriétés permettraient de remplacer dans l’industrie certains plastiques et le verre, tout en utilisant des déchets recyclés pour leur fabrication. Cependant, les procédés de fabrication et les rendements freinent le développement des vitrimères. « Actuellement, nous pouvons produire quelques grammes à quelques kilogrammes de vitrimères. Mais nous devons faire plus et améliorer l’efficacité des procédés de fabrication pour que le matériau soit exploitable par l’industrie » affirme Liliana Joosten.

Entre recherche et industrie, un programme de formation innovant

C’est justement l’objectif du projet VITRIMAT : amener les vitrimères dans cette nouvelle phase d’industrialisation. Ainsi, Benedetta Rigatelli travaille sur l’exploitation de plastiques de commodité, Liliana Joosten se focalise sur des procédés de production de matériaux à base de vitrimères à grande échelle. A ce titre les laboratoires IMP et CP2M, spécialisés en chimies, procédés et caractérisations des matériaux polymères, offrent un environnement de recherche privilégié, reconnaissent les deux doctorantes. Mais leurs recherches sont aussi destinées à être appliquées au cours de leur thèse dans un contexte industriel. « Nous aurons l’occasion de travailler avec les entreprises partenaires, dont les équipements industriels sont différents de nos équipements de laboratoire, notamment en terme d’échelle », abonde Benedetta Rigatelli.