Date de rapport 20-10-2023

Les défis du projet WBDurapaint, sont de développer de nouveaux systèmes de peinture aqueuse à hautes performances avec un faible impact environnemental c’est-à-dire sans composés toxiques, à très faibles émissions de COV et présentant des performances suffisantes pour répondre aux cahiers des charges du bâtiment. La stratégie initiale était de travailler avec une formulation de peinture. En cours de projet, afin d’optimiser les développements, la stratégie a été revue en travaillant sur deux voies de développement afin de pouvoir couvrir de nombreuses applications telles que le bois, le métal, le sol pour intérieur ou extérieur. Le système étudié est composé d’un substrat revêtu de deux couches de peinture. La première couche est une peinture anti-corrosion à base époxy, le primaire. La seconde couche est une peinture à base polyuréthane sans isocyanates, la finition. La stratégie adoptée au cours de ce projet est de substituer des constituants d’une peinture par des éléments à plus faible impact environnemental. Pour ce faire des peintures industrielles de référence ont été fournies par le partenaire Dothée afin de servir de base aux modifications apportées dans le projet. En ce qui concerne la peinture anti-corrosion, le primaire, la substitution s’est focalisée sur le TiO2. Il en ressort qu’il est possible de remplacer environ 30% du TiO2 par des argiles de type halloysite avec le maintien du pouvoir couvrant des peintures, des propriétés anti-corrosion, des propriétés anti-feu, cependant avec un aspect plus mat que la référence. La substitution du TiO2 par des argiles fonctionnalisées avec des inhibiteurs de corrosion donnent des résultats proches de la référence en termes de propriétés anti-corrosion. L’amidon de riz a également été utilisé comme alternative au TiO2 afin d’obtenir une peinture avec un aspect brillant. Les premiers essais n’ont pas été concluant même si l’amidon de riz s’incorpore bien à la formulation. L’optimisation des formulations a été effectuée grâce à outils d’optimisation de formulation (High throughput exp). L’étude de l’analyse du cycle de vie (ACV) montre que pour des peintures industrielles : ce sont le(s) liant(s) et le pigment qui dominent les impacts environnementaux. L’identification du pigment comme contributeur important a permis l’étude du remplacement de TiO2 par de l’amidon de riz. Les propriétés des peintures qui contiennent jusqu’à 40 % d’amidon de riz sont identiques à la peinture commerciale cependant elles sont plus respectueuses de l’environnement. La synthèse des argiles fonctionnalisées, pour remplacer les pigments, montre que même à échelle industrielle, les impacts sont négatifs. Afin d’obtenir un bénéfice environnemental, il faut que l’utilisation de ces argiles augmentent la fonctionnalité de la peinture comme la durée de vie par exemple. En ce qui concerne la finition, la synthèse des précurseurs biosourcés a été une étape assez compliquée et lente. Suite à cette synthèse, la mise en émulsion du précurseur a également été un défi qui a été atteint en fin de projet. Ce qui a retardé la formulation de la peinture dans laquelle il a été possible de remplacer de la résine commerciale par de la résine biosourcée à hauteur de 15% tout en conservant les propriétés des peintures. La peinture appliquée sur un substrat forme un film uniforme. L’étude ACV montre que pour des peintures industrielles : ce sont le(s) liant(s) et le pigment qui dominent les impacts de ACV. L’étude comparatives des deux résines utilisées PU vs NIPU montre que l’utilisation de NIPU à la place de PU ne montre pas de bénéfices clairs, certains indicateurs étant plus élevés pour la peinture PU, les autres pour la peinture NIPU. En résumé, les objectifs scientifiques du projet sont atteints car les deux formulations de peinture modifiées à savoir la peinture anticorrosion et la finition acrylique ont été appliquées sur substrats. Ce qui correspond aux 2 démonstrations proposées en début du projet, à savoir des substrats peints, l'un sur métal et l'autre sur bois. Les industriels et le comité de valorisation ont pu observer ces substrats peints lors de la journée de clôture. Le projet a donc permis de démontrer la faisabilité de remplacement, dans des formulations existantes, de composés actuellement impactant (oxyde de titane, résine pétrosourcée) par des alternatives biosourcées ou respectueuses de l’environnement tout en préservant ou renforçant les performances des produits. La démonstration était particulièrement convaincante pour les industriels puisque réalisée avec des peintures industrielles. Les industriels impliqués dans le comité de valorisation ont recueilli ces résultats avec satisfaction, en particulier le remplacement partiel d’oxyde de titane et le remplacement du polyurethane par une alternative sans isocyanate. Il faut cependant noter que la disponibilité à grande échelle des résines reste une facteur limitant leur implémentation industrielle chez les formulateurs. Concernant les autres résines (alkydes en particulier), les défis futurs sont essentiellement liés au remplacement des agents tensioactifs et de séchage par des alternatives non toxiques. Le projet WBDURAPAINT a permis de contribuer à quelques briques technologiques en faveur de peintures plus respectueuses de l’environnement et offrent des perspectives de développement futur discutées avec les membres du comité de valorisation. Durant la vie du projet, les avancées scientifiques ont été mises en évidence sous forme de 8 communications scientifiques, 9 communications de vulgarisation, de participations à des salons et à des conférences. La journée de démarrage du projet a permis de rencontrer de nombreux industriels dans les trois zones du programme, ce qui a débouché sur la constitution un comité de valorisation.