Biomatériaux forestiers
Les biomatériaux sont fabriqués à partir de la biomasse, qui consiste en des organismes récemment vivants, dont des plantes, des arbres, des sous-produits d’origine animale ou des microorganismes.
La biomasse peut être convertie en ses composants chimiques par des procédés thermiques, chimiques ou biologiques réalisés dans une bioraffinerie. On peut ensuite l’utiliser pour fabriquer des produits renouvelables à faible teneur en carbone destinés à remplacer les produits de consommation courante, par exemple les emballages, les textiles, les adhésifs et les appareils électroniques.
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La bioéconomie forestière du Canada - Produits biochimiques et biomatériaux
Cette image illustre la manière dont les produits biochimiques et les biomatériaux sont fabriqués dans le cadre de la bioéconomie forestière canadienne.
L’image commence par des forêts gérées de manière durable au niveau supérieur, suivies d’activités de récolte au niveau inférieur. Le côté gauche de l’image, qui comprend le bois fabriqué dans les scieries pour être utilisé dans la construction, est estompé pour indiquer que cet aspect de la chaîne de valeur en cascade n’est pas pertinent pour la fabrication de produits biochimiques et de biomatériaux. Les résidus de scierie (sciure, copeaux, écorce) et les résidus de récolte (cimes, branches) sont représentés en couleur, car ils sont envoyés dans les bioraffineries pour fabriquer toute une série de produits tels que des batteries, des édulcorants et des textiles. Les flux de ces résidus aux usines de pâtes et papiers et aux usines de biocarburants solides sont également estompés.
Biomatériaux dérivés de la biomasse forestière
La biomasse forestière destinée à la production de biomatériaux provient de plusieurs sources, dont les suivantes :
- Sous-produits de l’aménagement forestier durable et d’autres résidus de récolte :
- Consistent généralement en des branches, des cimes et d’autres parties d’un arbre résultant de la récolte ou de pratiques d’aménagement forestier durable.
- Consistent parfois en des arbres qui ne peuvent pas être utilisés à d’autres fins, tels que des arbres endommagés par une infestation de ravageurs (p. ex., le dendroctone du pin ponderosa) ou un feu de forêt.
- Sous-produits de la fabrication de produits forestiers :
- Consistent généralement en des copeaux de bois et la sciure de bois résultant de la fabrication de produits forestiers (p. ex., de la sciure de bois résultant de la production de bois d’œuvre).
- Déchets de bois de post-consommation :
- Consistent généralement en des déchets de bois provenant de l’industrie de la construction (p. ex., des matériaux de démolition), de déchets ménagers et commerciaux (p. ex., des meubles en bois) et d’usines ou d’entrepôts (p. ex., des palettes et des caisses).
Les biomatériaux dérivés des formes de biomasse susmentionnées sont généralement fabriqués à partir des trois principaux composés chimiques que l’on trouve dans le bois, soit :
- la cellulose : les fibres organiques qui constituent environ 40 à 45 % de la composition d’un arbre;
- l’hémicellulose : les fibres organiques qui lient les fibres cellulosiques et qui constituent environ 30 % de la composition d’un arbre;
- la lignine : un composé visqueux qui contribue à lier la cellulose et l’hémicellulose, formant ainsi la structure d’un arbre. Elle constitue environ 25 à 35 % de la composition d’un arbre.
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Cette image illustre la structure chimique du bois. L’image à gauche montre la structure chimique complète de la biomasse lignocellulosique (bois), et l’image à droite montre les trois composés chimiques qui constituent cette biomasse lignocellulosique : la cellulose, l’hémicellulose et la lignine.
Toute une gamme de produits peut être fabriquée à partir de ces composés, comme l’illustre le schéma suivant :
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La bioéconomie forestière du Canada: Produits biochimiques et biomatériaux
Biomasse lignocellulosique
Cellulose :
- emballages
- textiles
- produits pharmaceutiques
- cellophane
- pièces automobiles
- meubles
- ustensiles de cuisine
- modificateurs de viscosité
- agents de renforcement
Hémicellulose :
- édulcorant hypocalorique
- dentifrice
- acides organiques
- plastiques recyclables
Lignine :
- agent liant
- stabilisateur d'émulsion
- agent de dispersion
- graphite dans les batteries
- mousses
- matériaux isolants
Lorsque les biomatériaux sont bien conçus, ils peuvent également être réutilisés, recyclés et compostés, ce qui prolonge leur durée de vie et contribue à atténuer les changements climatiques, à réduire la pollution et la perte de biodiversité, ainsi qu’à améliorer la gestion des ressources naturelles.
Possibilités offertes par les biomatériaux au Canada
On s’attend à ce que les biomatériaux représentent 20 % de l’offre totale de matériaux d’ici 2050, dont une importante partie proviendra de composés présents dans la biomasse forestière. Bon nombre de ces biomatériaux peuvent immédiatement substituer d’autres matériaux à forte teneur en carbone.
Ainsi, les biomatériaux forestiers au Canada offriront la possibilité de rencontrer la demande grandissante, tant à l’échelle nationale qu’internationale.
Pour de plus amples renseignements sur la manière dont le Canada appuie le développement des biomatériaux, rendez-vous à la page Web des possibilités offertes par la bioéconomie forestière.
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