Matières premières renouvelables Comment le bois de hêtre devient une matière première pour les pneus et les vêtements

Un demi-million de mètres cubes de bois par an devraient être transformés en matières premières chimiques à Leuna. Mais comment cela fonctionne-t-il ? Et le bois peut-il réellement remplacer le pétrole ?

Tout commence par un tronc d'arbre. Il est acheminé depuis une forêt de la région jusqu'à Leuna, où il est écorcé, coupé en morceaux, puis disparaît finalement dans une grande usine. Ce qui en ressort à l'autre bout n'a, à première vue, plus grand-chose à voir avec un morceau de bois : il s'agit de matières premières chimiques, qui étaient jusqu'à présent principalement produites à partir de matières premières fossiles.

C'est précisément le principe qui sous-tend la nouvelle bioraffinerie du groupe finlandais UPM, située dans le parc chimique de Leuna. Selon ses propres informations, l'entreprise y a investi 1,37 milliard d'euros. Avec une capacité annuelle prévue de 220 000 tonnes, il s'agit, selon UPM, de la plus grande installation de ce type au monde.

« C'est une installation unique en son genre », déclare Harald Dialer, vice-président d'UPM. Il s'agit d'une installation qui, sous cette forme, n'existe encore nulle part ailleurs. Ce serait la première installation au monde « à produire des produits chimiques à partir de bois et de biomasse ».

Mais pourquoi la chimie a-t-elle besoin du carbone ?

Derrière ce projet se cache un problème qui ne peut être résolu uniquement par la multiplication des éoliennes et des installations solaires. L'électricité renouvelable permet de faire rouler des voitures et de chauffer des maisons. En revanche, de nombreux produits de l'industrie chimique ont besoin de carbone comme composant de leurs molécules. Aujourd'hui, celui-ci provient encore majoritairement de sources fossiles. UPM souhaite le produire à partir de biomasse renouvelable.

M. Dialer y voit ainsi plusieurs objectifs. « Je pense que nous atteignons ici trois objectifs à la fois. » Outre le remplacement des matières premières fossiles et une contribution à la protection du climat, il s’agit également de favoriser la croissance économique et de réduire la dépendance vis-à-vis des importations. Les dernières années ont montré à quel point l’Allemagne et l’Europe dépendent des matières premières fossiles provenant d’autres régions du monde.

Un demi-million de mètres cubes de bois par an

Cette nouvelle matière première doit toutefois provenir de quelque part. Selon les informations fournies par UPM, l'usine aura besoin d'environ 500 000 mètres cubes de bois par an lorsqu'elle atteindra son volume de production prévu. Ce bois devrait provenir d'un rayon d'environ 150 à 200 kilomètres autour de Leuna.

On utilise principalement du hêtre issu d'éclaircies ainsi que des résidus provenant des scieries. Lors d'une éclaircie, on prélève des arbres isolés dans un peuplement forestier. « Il n'y a pas de déboisement », souligne M. Dialer.

UPM utilise donc de la biomasse ligneuse certifiée qui, selon l'entreprise, aurait sinon été en grande partie incinérée.

Une fois livrés, les troncs sont écorcés et transformés en copeaux de bois d'environ deux centimètres. Un tapis roulant d'environ 500 mètres de long les achemine plus loin dans l'usine. Là, ils sont mis à tremper puis traités davantage. Entre-temps, selon Matthias Schleicher, responsable des opérations, le bois a acquis une consistance similaire à celle du café moulu.

Des copeaux de bois à la matière première chimique

À partir de là, les choses se compliquent. Le bois est essentiellement composé de cellulose, d’hémicellulose et de lignine. Ces composants sont séparés les uns des autres en plusieurs étapes. La cellulose et l’hémicellulose donnent naissance à des solutions sucrées qui peuvent ensuite être transformées. La lignine, quant à elle, peut être utilisée pour fabriquer des produits chimiques spéciaux et des charges innovantes.

Les sucres permettent notamment de produire ce qu'on appelle des « glycols » – des matières premières chimiques nécessaires, par exemple, à la fabrication de plastiques et de textiles. Ce qui importe ici, ce n'est pas que les consommateurs se retrouvent plus tard avec un produit totalement nouveau entre les mains. Il s'agit plutôt de changer la matière première au début de la chaîne de production : du bois à la place du pétrole.

Cela ne doit, dans la mesure du possible, entraîner aucun inconvénient pour les fabricants.

Les exigences sont particulièrement élevées en ce qui concerne les pneus de voiture. Ceux-ci sont composés de nombreux matériaux différents et jouent un rôle essentiel en matière de sécurité. Comme l'a expliqué une présentation vidéo lors de l'inauguration, les matières premières renouvelables ne peuvent être envisagées pour la fabrication des pneus que si elles offrent les mêmes performances que les matériaux fossiles, si elles sont disponibles avec une qualité constante et si leur utilisation est rentable.

Il n'y avait pas de manuel d'utilisation pour l'installation

Que cela fonctionne sur le plan technique en laboratoire est une chose. En faire une installation industrielle fonctionnant en continu en est une autre. Pour une bioraffinerie de ce type et de cette taille, il n’existait aucun modèle ni aucun manuel de mise en service, explique M. Dialer. Différents procédés mécaniques, biotechnologiques et chimiques doivent s’articuler de manière à produire, au final, de grandes quantités de manière fiable et avec une qualité constante.

Schleicher, le directeur des opérations de la nouvelle usine, compare le niveau de développement actuel à celui de l'industrie pétrochimique des années 1960 et 1970. La transformation des matières premières fossiles aurait été optimisée au fil des décennies. En revanche, il resterait encore beaucoup à apprendre concernant cette nouvelle technologie. À l'avenir, les flux secondaires issus du processus de production pourraient également être mieux valorisés.

L'inauguration officielle ne signifie donc pas que l'usine fonctionne déjà à plein régime. La production de produits chimiques spéciaux à base de lignine et de sucres se déroule de manière stable, tandis que d'autres secteurs sont actuellement en phase de démarrage. UPM prévoit d'atteindre sa pleine capacité de production en 2027.

La technologie à elle seule ne suffit pas

Vient ensuite la prochaine épreuve : il faut qu'un nombre suffisant de clients achètent ces nouvelles matières premières. Une capacité annuelle de 220 000 tonnes peut sembler colossale, mais elle doit être relativisée au regard des besoins mondiaux de l'industrie chimique.

« Bien sûr, il faut que cela puisse être mis à l'échelle », déclare Dialer. Rien que pour les bouteilles en PET, on parle de millions de tonnes de matière. Des centaines de milliers de tonnes constituent néanmoins une contribution significative. L'installation pourrait démontrer que les matières premières fossiles peuvent être remplacées à grande échelle.

L'Association de l'industrie chimique considère elle aussi cet investissement comme une « lueur d'espoir » en cette période difficile pour le secteur. L'utilisation industrielle des matières premières renouvelables ouvre de nouvelles perspectives économiques, a expliqué Nora Schmidt-Kesseler, directrice générale de l'Association de l'industrie chimique (VCI).

La question de savoir si cela débouchera sur de nouveaux investissements dépend toutefois de la capacité des entreprises à produire de manière compétitive à long terme.

UPM en est également conscient. Le PDG du groupe, Massimo Reynaudo, souligne que l'entreprise finlandaise s'efforce depuis des décennies de développer sans cesse de nouveaux produits à base de bois – des produits dérivés du bois au papier, en passant par les biocarburants. À cela s'ajoutent désormais les produits chimiques. Pour le groupe, Leuna ne doit pas être une fin en soi, mais le point de départ d'un nouveau secteur d'activité.

Personne à Leuna ne s'attend à ce que la chimie fossile disparaisse à court terme. M. Schleicher considère cette nouvelle technologie comme un complément dans un premier temps. Elle doit montrer qu'une partie des matières premières jusqu'ici issues du pétrole peut également être produite autrement.

Après cet investissement de plusieurs milliards et l'inauguration, la phase décisive ne fait que commencer : l'usine doit fonctionner de manière fiable, ses produits doivent trouver preneur – et, au final, ils doivent aussi être rentables.