Les dosettes de café usagées peuvent être recyclées pour produire des filaments pour l'impression 3D | Envirotec

Les dosettes de café usagées peuvent être recyclées pour produire des filaments pour l'impression 3D | Envirotec

Horodatage: 19 mai 2023, 6 h 45
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projet de dosettes de caféprojet de dosettes de café
Pods usagés et exemples de pièces produites par impression 3D (crédit image : Bruno Campos Janegitz/UFSCar).

Le plastique des dosettes de café usagées peut être recyclé pour fabriquer du filament pour imprimantes 3D, selon des chercheurs britanniques et brésiliens qui affirment avoir testé avec succès un procédé pour y parvenir. La solution apparaît dans un nouvel article publié dans la revue ACS chimie et ingénierie durables

« Nous avons produit de nouveaux filaments conducteurs et non conducteurs à partir de déchets d’acide polylactique [Le PLA] à partir de dosettes de machine à café usagées. Il existe de nombreuses applications pour ces filaments, notamment les pièces conductrices pour les machines et les capteurs. Bruno Campos Janegitz, co-auteur de l'article, a déclaré à la Fondation de recherche de São Paulo (Agência FAPESP). Janegitz dirige le Laboratoire de capteurs, nanomédecine et matériaux nanostructurés (LSNano) de l'Université fédérale de São Carlos (USFCar).

Le projet a impliqué des groupes de recherche au Brésil à l'Université fédérale de São Carlos (USFCar) et à l'Université d'État de Campinas (UNICAMP), ainsi qu'au Royaume-Uni à la Manchester Metropolitan University (MMU).

Le Brésil est le premier producteur et exportateur mondial de café, ainsi que le deuxième consommateur après les États-Unis. Bien que la plupart du café consommé au Brésil soit de mauvaise qualité (Coffea canephora, également connu sous le nom de café Robusta, avec une forte proportion de défauts et d'impuretés masquées par une torréfaction élevée des grains et une grande quantité de sucre ou d'édulcorant dans la tasse), la demande de cafés gourmets et de spécialités ne cesse de croître.

Composé de grains d'arabica sélectionnés (Coffea arabica) avec une torréfaction inférieure pour préserver leurs sucres naturels, leur arôme et leur saveur, les cafés gourmets obtiennent un score de 75 à 80 sur l'échelle utilisée par l'Association brésilienne de l'industrie du café (abc), qui va de 0 à 100. Les cafés de spécialité doivent également posséder ce qu'on appelle une certification socio-environnementale et obtenir un score d'au moins 80 sur l'échelle utilisée par l'Association brésilienne des cafés de spécialité (BSCA).

La qualité de la boisson dépend également de la façon dont elle est préparée, et de nombreux Brésiliens ont commencé à utiliser la cafetière (également connue sous le nom de presse française) ou la marmite Moka sur la cuisinière (cafetière en italien) au lieu du traditionnel filtre en tissu ou en papier. Les machines à expresso électriques portables utilisant des dosettes sont également de plus en plus populaires, bien que beaucoup plus chères. Le problème avec ce dernier est de savoir quoi faire des pods usagés.

Bien qu’il existe des dosettes réutilisables et que certains fournisseurs favorisent le recyclage des dosettes en aluminium, la plupart des consommateurs se contentent de jeter les dosettes usagées à la poubelle, surtout si elles sont en plastique. Compte tenu de tous les facteurs impliqués, calculs réalisées par l'Institut de recherche technologique de l'État de São Paulo (IPT) montrent qu'« une tasse de café en dosettes peut être jusqu'à 14 fois plus nocive pour l'environnement qu'une tasse de café filtre ».

Pour développer des utilisations pour ces déchets, les chercheurs ont produit des cellules électrochimiques avec des filaments non conducteurs de PLA et des capteurs électrochimiques avec des filaments conducteurs préparés en ajoutant du noir de carbone au PLA. Le noir de carbone est une forme paracristalline de carbone résultant d’une combustion incomplète d’hydrocarbures. "Les capteurs électrochimiques ont été utilisés pour déterminer la proportion de caféine dans le thé noir et le café arabica", a expliqué Janegitz.

La production de filament est relativement simple, a-t-il ajouté. « Nous obtenons le matériau non conducteur simplement en lavant et en séchant des dosettes de PLA, suivi d'une extrusion à chaud. Pour obtenir le matériau conducteur, nous ajoutons du noir de carbone avant chauffage et extrusion. Le matériau extrudé est ensuite refroidi et enroulé pour produire le filament qui nous intéresse », a-t-il expliqué.

Le processus est un bon exemple d’économie circulaire, dans laquelle les déchets produits par une activité économique ne sont pas traités comme un problème nocif pour l’environnement mais convertis en ressources pour mettre en œuvre une autre activité. "La base polymère obtenue à partir de pods usagés peut générer des dispositifs avec une grande valeur ajoutée", a déclaré Janegitz.

Avec Cristiane Kalinké, titulaire d'un doctorat en chimie analytique et chercheuse à l'UNICAMP, Janegitz a participé à l'étude lors d'un stage de recherche à l'étranger sous la supervision de Craig Banks, professeur à la MMU et dernier auteur de l'article. Janegitz a été soutenue par la FAPESP via un Projet thématique et bourse de recherche à l'étranger. Kalinke a bénéficié d'une bourse pour un stage de recherche à l'étranger. Juliano Alves Bonacín, professeur à l'UNICAMP, a également participé à l'étude.

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