Encre durable

Le propre de l'homme est de laisser des traces de son passage sur Terre. Nous pratiquons l'écriture depuis la nuit des temps, déjà avec les Sumériens qui gravaient l'argile à l'aide de pointes de roseau affutées, et toute la numérisation du monde n'est jamais parvenue à nous défaire de notre addiction aux symboles imprimés.

Que ces symboles soit reproduits sur les étiquettes alimentaires, dans des manuels d'utilisation, des relevés de banque ou des emballages cosmétiques, ils sont voués à faire partie intégrante de nos vies pendant encore longtemps. Et pour le chercheur Guerino Sacripante, cela implique un besoin urgent de repenser les méthodes d'impression et les matières utilisées à cette fin.

30 années d'innovation

Scientifique spécialisé dans les polymères au Xerox Research Centre du Canada, Guerino Sacripante a consacré sa carrière à la mise au point de solutions d'impression toujours plus efficaces. Il est devenu l'un des innovateurs les plus prolifiques de Xerox, titulaire de plus de 240 brevets pour son travail sur les nouveaux composés des toners et des processus d'impression.

« La plupart des mesures xérographiques d'aujourd'hui utilisent la poudre sèche de toner composées de particules de plastique », explique Guerino. « Ce plastique est dérivé de combustibles fossiles que l'on trouve encore en abondance mais dont les réserves ne vont pas tarder à péricliter. Les particules sont chauffées jusqu'à leur fusion et ce procédé consomme de l'énergie. La présence du plastique fondu limite la capacité de recyclage de la matière imprimée. L'intégralité du cycle de vie pèse sur l'environnement. »

Un défi personnel

Lorsque Guerino a entrepris ses recherches sur des solutions d'impression durables, il a profité de la politique intérieure de Xerox qui autorise le personnel de ses centres de recherche à consacrer du temps à des projets personnels.

« Nous nous voyons attribuer des projets sur lesquels nous devons travailler », explique Guerino. « Mais nous sommes encouragés à consacrer 10 à 20 % de notre temps à l'approfondissement de nos propres idées. Si vous parvenez à démontrer le potentiel de votre idée, elle peut devenir un projet à part entière et vous pouvez y consacrer la quasi-totalité de votre temps. C'est comme ça que je me suis lancé dans les encres durables. »

Guerino a commencé par s'intéresser aux problèmes inhérents au recyclage du papier. L'une des étapes du recyclage du papier consiste à retirer l'encre du papier qui peut dès lors être transformé en pâte de haute qualité. La composition chimique du toner influe grandement sur la capacité à éliminer l'encre.

Ses recherches ont permis à Guerino d'identifier et de breveter un nouveau type de résine liante qui facilite la séparation de l'encre, surtout pour les petites usines de pâte à papier.

Mais son intérêt pour la durabilité est rapidement passée du papier à l'encre. Il existe de nombreux moyens de réduire l'impact environnemental des encres pour imprimantes, notamment en identifiant des sources de polymères plus durables, en développant des composés ayant un point de fusion plus faible, ou en réduisant la quantité d'emballage et les déchets associés à l'impression.

En quête de polymères durables pour les toners

Les recherches de Guerino l'ont amené à envisager tous ces aspects et bien d'autres encore, pour trouver des solutions à la fois durables sur le plan environnemental et commercialement viables. « La difficulté réside dans la capacité à trouver des matériaux de substitution permettant de maintenir les prix à leur niveau actuel. Il existe de nombreuses alternatives économiquement viables aux polymères pétrochimiques, mais il convient de les envisager dans leur cycle de vie intégral. »

Certaine options qui à première vue étaient séduisantes n'ont pu être retenues sur le plan de la durabilité. « Il est possible de produire de l'éthanol à partir du maïs mais le processus n'est pas viable en raison de l'énergie nécessaire à l'extraction et au traitement. »

Polymères naturels issus du bois et des plantes

Une solution très prometteuse réside dans la biomasse. L'un des brevets les plus importants de Guerino concerne l'utilisation de la colophane et de la lignine comme alternative aux polymères (plastiques) pétrochimiques. Ces deux polymères naturels sont naturellement et abondamment présents dans les plantes et le bois. Ils conviennent parfaitement pour les encres et toners des imprimantes et, détail crucial, ils sont associés à un cycle de vie environnemental positif car relativement faciles à extraire et à transformer, sans oublier qu'ils sont biodégradables en fin de vie.

Grâce au travail entrepris par Guerino et ses collègues, Xerox a pu très tôt privilégier les encres durables et les intégrer à ses produits. Les toners à encre solide de Xerox, par exemple, ont 30 % de composants renouvelables en plus et des emballages réduits au minimum, tandis que le toner EA-Eco possède un point de fusion ultra faible afin de réduire la consommation d'énergie. La petite taille de ses particules permet une consommation de toner de 40 % inférieure par page imprimée.

Surmonter les défis liés aux considérations économiques

Les avancées réalisées sont considérables, mais Guerino ne sous-estime pas le chemin qu'il reste à parcourir. L'un des plus gros obstacles au progrès sont les facteurs purement économiques. « La viabilité financière de nos toners durables fluctue en fonction du prix du pétrole » fait remarquer Guerino. « Quand le prix du pétrole culmine à 150 dollars le baril, produire de l'encre dérivée de bio-composants commence à devenir très intéressant. Lorsque le prix baisse, il est nettement plus économique de produire des toners à partir de composants pétrochimiques. Le défi consiste à produire un toner durable et de le vendre au même prix que le toner traditionnel. »

La prise de conscience généralisée encourage les entreprises à payer plus cher un toner obtenu à partir de sources renouvelables. Comme le souligne Guerino, tout est question de compromis : parce que certains polymères de toners dérivés de la biomasse possèdent un point de fusion inférieur à celui des polymères pétrochimiques, les imprimantes et les copieurs utilisent moins d'énergie pour chauffer l'encre.

« Cet élément a toute son importance, en particulier dans les pays où l'électricité est plus chère qu'aux États-Unis », insiste Guerino. « Les gens privilégient les appareils moins énergivores et sont donc prêts à payer plus cher les toners si ceux-ci réduisent la consommation d'énergie. »

Législation : un catalyseur du changement

Un autre catalyseur du changement devrait venir des gouvernements. « Les futures réglementations pourraient exiger qu'une quantité définie de supports imprimés provienne de sources durables, ce qui ne manquerait pas de stimuler l'adoption des toners durables. »

Mais au-delà de toute incitation législative, Guerino constate que certains secteurs industriels ont déjà massivement franchi le pas vers les encres bio-renouvelables. « Le secteur de l'agroalimentaire, assurément, s'intéresse aux alternatives aux toners pétrochimiques pour l'impression des étiquettes et des emballages. Comme toujours, la difficulté consiste à trouver la bonne combinaison de matières durables avec un cycle de vie satisfaisant. Mais nous sommes très proches du but. »

Prochaine étape : impression 3D durable

Le caractère durable reste problématique alors que l'impression prend de nouvelles formes. L'un des domaines de recherche actuels de Guerino porte que la mise au point de matières inoffensives et durables pour l'impression 3D, afin de remplacer les matières thermoplastiques actuelles qui sont dérivées de composants pétrochimiques ou dont il a été prouvé qu'elles émettent des composés organiques volatils nocifs lorsqu'elles sont chauffées.

« Nous n'en sommes qu'aux premières heures du développement de compositions bio-renouvelables pour l'impression 3D », confie Guerino. « Mais je suis persuadé que l'on pourra créer des matières d'impression écologiques, de qualité et abordables pour rendre l'impression 3D plus accessible pour les consommateurs et les professionnels. »

Une détermination sans faille

Guerino est déterminé à poursuivre ses recherches dans le domaine de la gestion de l'environnement. « J'en ai fait une mission personnelle », avoue-t-il « Quand je ferai le bilan de ma vie, je veux pouvoir me dire que j'ai fait quelque chose de positif pour l'humanité. Si je peux activement participer à l'abandon des combustibles fossiles, ce sera une contribution tangible et positive pour tout le monde. »

« Quand je ferai le bilan de ma vie, je veux pouvoir me dire que j'ai fait quelque chose de positif pour l'humanité. Si je peux activement participer à l'abandon des combustibles fossiles, ce sera une contribution tangible et positive pour tout le monde. »

Nous participons tous au changement du monde qui nous entoure. Tous autant que nous sommes. À chacun de nos actes, notre présence a des retombées illimitées.

Mais rares sont ceux qui, parmi nous, ont la possibilité d'améliorer la vie de leurs concitoyens. Et encore plus rares sont ceux qui peuvent le faire au quotidien. C’est le défi lancé chaque jour aux scientifiques de Xerox : tenter de faire bouger les lignes.

En échange, nous leur donnons le temps et l’espace pour rêver. Et les ressources pour concrétiser leurs rêves, que ce soit pour inventer de nouvelles machines dotées de fonctionnalités innovantes ou exploiter la réalité augmentée pour stimuler la mémoire des patients atteints d’Alzheimer.

Nous sommes fiers de nos « Agents du changement » qui œuvrent sans relâche dans les centres de recherche Xerox du monde entier. Voici quelques-unes de leurs histoires.

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