Chimie biosourcée : le grand bond en avant de Solvay

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Flocons d'acétate de cellulose.
Flocons d’acétate de cellulose.

Article paru dans la revue Formule Verte n°15 / septembre 2013

En réunissant les activités de Rhodia et de Solvay, la chimie du renouvelable pèse désormais 1 milliard d’euros de chiffre d’affaires. Ce montant pourrait croître de 50 % à l’horizon 2016, compte tenu des nombreux projets du groupe.

Depuis le rachat de Rhodia, le portefeuille de produits biosourcés du groupe Solvay n’a plus rien d’anecdotique. L’ancien Solvay avait déjà un grand intermédiaire chimique, l’épichlorhydrine, produit à base de glycérol. Grâce au procédé Epicerol, développé sur le site de Tavaux dans le Jura dès 2006, cette molécule est désormais produite à raison de 20 000 t/an en Europe à Tavaux et de 100 000 t/an à Map Ta Phut en Thaïlande, tandis qu’une unité de même taille est projetée en 2014 à Taixing en Chine. À cette success story, sont venus se greffer de nombreux produits biosourcés à mettre à l’actif de Rhodia. Dérivé d’huile de colza en Europe ou d’huile de palme en Asie, le glycérol est aussi à l’origine de certains solvants de la gamme Augeo. Dans un futur proche, le butanol biosourcé devrait compléter la gamme. Ce produit est encore en développement au Brésil dans le cadre d’un partenariat avec la société Cobalt Technologies. La start-up met au point un procédé de deuxième génération où la matière première est issue de déchets de la production de sucre de canne. Dans le domaine des additifs, le chimiste français a apporté des polysaccharides dérivés du guar, qui ont la propriété de modifier les rhéologies de nombreuses formulations. Avec Novecare, Solvay est également devenu l’un des grands producteurs mondiaux de tensioactifs. Si la chaîne hydrophobe est en général d’origine végétale, issue de l’oléochimie, la partie hydrophile nécessite souvent l’introduction de radicaux fossiles. Pourtant, en partant d’amidon de blé ou de maïs, des blocs hydrophiles ont pu être développés, permettant de construire des tensioactifs 100 % biosourcés (tensioactif non ionique Alkamuls). Mais le groupe a aussi la capacité d’utiliser le pin et les dérivés terpéniques qui en découlent, tels que le beta-pinène ou le camphène, pour obtenir d’autres types de tensioactifs, ainsi que des monomères pour les revêtements ou des parfums. Acteur mondial de la vanilline, Solvay produit aussi une vanilline naturelle (Rhovanil Natural) obtenue par fermentation d’acide férulique, extrait du riz. Dans le domaine des polyamides, Solvay a lancé cette année ses tout premiers PA 6,10 partiellement biosourcés (Technyl exten) en utilisant de l’acide sébacique dérivé de l’huile de ricin, source de C10.

Expertise dans la chimie de la cellulose

La liste des activités biosourcées de Solvay ne serait pas complète sans y ajouter la production d’acétate de cellulose pour produire notamment des filtres de cigarettes. Pas moins de cinq usines dans le monde, dont le site de Fribourg en Allemagne, sont dédiées à cette activité de plus de 600 millions d’euros de chiffre d’affaires, employant 1 300 personnes, et qui cherche aujourd’hui à se diversifier (voir texte ci-dessous).

Au terme de cette énumération François Monnet, directeur de la plateforme de Recherche & Innovation « Chimie du renouvelable » de Solvay assure que le groupe ne s’arrêtera pas en si bon chemin. Cette chimie biosourcée pourrait en effet représenter 1,5 milliard d’euros de chiffre d’affaires à l’horizon 2016, au terme d’une croissance de 50 % en cinq ans. Pour autant, il précise que ce chiffre constitue un indicateur et non un objectif. « La chimie du biosourcé n’est pas un but en soi. En revanche, nous cherchons à apporter de la fonctionnalité à nos clients au meilleur coût tout en créant de la valeur et en réduisant l’empreinte environnementale de leurs produits », explique François Monnet. Le cas du polyamide est emblématique. Sur le papier, il peut être obtenu par voie fossile ou à partir de matières premières biosourcées, elles-mêmes obtenues par voie catalytique ou biotechnologique, tandis que la ressource végétale peut être classique ou issue de semences modifiées. « L’éventail des possibilités est immense et en mouvement permanent. Ce qui compte, c’est d’obtenir la propriété au meilleur coût », martèle François Monnet.

Ainsi, au cœur du groupe Solvay, des travaux de recherche sont menés à deux niveaux, au cœur des grands centres de recherches dirigés par les 17 business units et au niveau de structures centrales, plus transversales, dont la plateforme Chimie du renouvelable. Sur un budget total de 260 M€, 47 M€ sont ainsi consacrés à la recherche centralisée qui emploie 500 chercheurs sur un total de 1 900 dans le groupe. La plateforme de Chimie du renouvelable mobilise environ 20 % de cet effort de R&D centralisé. « Notre rôle est de consolider ce qui se passe dans le groupe et, quand une idée émerge, d’aider les BU à se créer les  réseaux de partenariats nécessaires et à développer les bonnes technologies », illustre le directeur de recherche. Cette structuration de la recherche est largement héritée de l’ancienne organisation de Solvay qui avait choisi de distribuer sa recherche dans les BU, tout en créant les activités « new business development ». Les axes avaient été choisis parmi des domaines où le groupe souhaitait se développer pour trouver de nouvelles sources de croissance.

Au cœur de la chimie biosourcée, un des domaines très observés par les grands chimistes mondiaux est celui des intermédiaires chimiques. Alors que jusqu’à présent, les procédés étaient développés à partir du pétrole, ils sont aujourd’hui revisités par des start-up sur base biomasse. « Nous regardons de près les technologies et nous évaluons leur degré de maturité pour voir si l’on peut les utiliser. Mais jusqu’à présent, nous n’avons pas encore été conquis par les solutions de substitution proposées », témoigne François Monnet. Il reste néanmoins convaincu que la chimie biosourcée pourrait à terme concurrencer « certains îlots » de la chimie traditionnelle, notamment celui des molécules en C4. Du coup, le groupe est en train de rebâtir ses compétences en biotechnologie dans une stratégie d’innovation ouverte. Car la discipline est souvent à l’origine des procédés émergents les plus innovants. « Nous utilisons déjà la biotechnologie pour la production de vanilline naturelle et si le projet butanol aboutit, il se fera vraisemblablement sur base biotech », explique-t-il. Pour compléter son savoir-faire, le groupe chimique a déjà choisi de s’associer aux projets Toulouse White Biotech et à l’IEED Pivert et a lancé récemment une collaboration avec Roquette pour mettre au point de nouveaux polymères végétaux. De même, Solvay a pris une participation de 5 M€ dans le fonds biotech « Green Seed Fund » lancé par Sofinnova Partners en décembre dernier. Par le biais d’une participation plus ancienne dans le fonds Aster II, il est proche de la société Avantium qui travaille sur l’intermédiaire FDCA (acide 2,5-furanedicarboxylique). Solvay cherche à comprendre le marché et les technologies avant de prendre le risque de se positionner sur une chaîne de valeur. « Nous commençons à créer des équipes corporate qui vont se brancher sur l’extérieur pour ramener des compétences et bâtir un chemin industriel », explique François Monnet. Le développement d’un nouveau procédé chimique demande cependant d’investir des dizaines de millions d’euros pour construire des démonstrateurs préindustriels, alors que les premiers bénéfices ne seront dégagés qu’au stade suivant de la production industrielle où les investissements peuvent atteindre des centaines de millions d’euros. Ces chiffres expliquent la prudence des industriels de la chimie qui avancent à petits pas dans ce domaine des grands intermédiaires biosourcés. Mais il ne faut pas oublier que la chimie biosourcée, c’est aussi l’exploitation du guar ou de la cellulose que l’on retrouve chez Novecare ou Acetow. Dans ces BU, l’approche des chimistes vise davantage à s’appuyer sur les structures spécifiques de ces polymères naturels, sans les déconstruire, pour fabriquer des produits à plus forte valeur ajoutée. Solvay peut se targuer d’être déjà l’un des représentants de cette chimie innovante, inspirée de la nature, et qui se développe en parallèle de la pétrochimie.

À Fribourg, Sylvie Latieule

 

Acetow se diversifie dans son cœur de métier

Au sein du portefeuille de Solvay, la business unit Acetow possède un savoir-faire unique qui consiste à acétyler de la cellulose pour fabriquer des câbles, précurseurs des filtres de cigarettes, et plus marginalement, des fibres pour des applications dans le textile, ou des matières plastiques, comme pour les montures de lunettes. Le procédé de fabrication de câbles d’acétate de cellulose démarre par un traitement de la cellulose à l’anhydride acétique. Cette opération conduit à la fabrication de flocons d’acétate de cellulose. Ces flocons sont ensuite transformés en fils, puis regroupés par milliers pour former des câbles que l’on va friser avant de les conditionner dans des balles de 500 kg livrées aux manufactures de tabac. Olivier Ferrary, président d’Acetow, explique qu’aujourd’hui, le câble à cigarette continue d’afficher une petite croissance de 1 à 2 %, avec près de la moitié du marché mondial localisé en Chine. Pour toujours mieux servir ce marché, Acetow innove toujours en proposant des câbles de couleurs, en augmentant les propriétés de filtration avec l’ajout d’additifs à base de silice ou en améliorant la dégradabilité du câble dans l’environnement. Mais c’est dans la diversification qu’elle compte puiser ses plus importants relais de croissance. Avec le projet Accoya, Acetow envisage de se lancer dans la commercialisation de bois acétylé dans la masse pour suppléer les bois exotiques surexploités (au-delà de leur capacité de renouvellement) dans des applications en extérieur, de type terrasses, bardages, portes ou fenêtres. Cette opération chimique d’acétylation permet à des bois ordinaires, comme le pin radiata, d’atteindre une durabilité de classe 1. La mise au point du procédé est à mettre à l’actif de la start-up Accsys dont Solvay a acquis un droit de licence en 2012. Un pilote pouvant traiter plusieurs  milliers de mètres-cube de bois tourne déjà aux Pays-Bas. Il faut maintenant développer la capacité de production. « Si tout va bien, nous devrions démarrer la construction d’une unité à Fribourg début 2014 pour un démarrage de la production fin 2015 », annonce Olivier Ferrary. 

 

 

 

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