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Félicitations à Alexis Achim qui a décroché une subvention Alliance du CRSNG

Félicitations à Alexis Achim, professeur et vice-doyen à la recherche à la Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique (FFGG) de l’Université Laval, qui s’est vu octroyer une subvention Alliance du CRSNG à titre de chercheur principal dans un projet multidisciplinaire sur la valorisation des filaments de cellulose!


Ce projet bénéficiera d’un financement de 746 788$ sur trois ans, dont 60% du montant proviendra de contributions publiques (40% du CRSNG et 20% du CRIBIQ) et 40% du partenaire industriel Kruger Inc.


Projet FC
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DÉTAILS DU PROJET


Titre du projet: Valorisation des filaments de cellulose dans des bioproduits innovants, durables et renouvelables

Objectifs: Ce projet d’envergure visera à soutenir le développement d’applications à base de filaments de cellulose qui seront destinées aux secteurs de l’agriculture, de l’hygiène et de la santé, de la construction et de l’environnement. Le développement de trois types de produits est visé par le projet :

  1. Bioproduits agricoles;

  2. Papiers antimicrobiens;

  3. Produits en béton.

Puis, via des analyses du cycle de vie, ces nouveaux produits seront comparés avec des produits conventionnels afin d’évaluer leurs performances environnementales.

Équipe:

Ce projet pourra compter sur la participation d’une équipe multidisciplinaire:

Équipe de recherche:

  • Alexis Achim (chercheur principal), CRMR, UL

  • Tatjana Stevanovic, CRMR, UL

  • Véronic Landry, CRMR, UL

  • Alain Cloutier, CRMR, UL

  • Benoît Bissonnette, CRIB, UL

  • Nabil Amara, FSA, UL

  • Julie Jean, FSAA, UL

  • Annie Levasseur, ÉTS

Équipe de collaborateurs:

  • Rémy Lambert, FSAA, UL

  • Sébastien Lange, CCTT Biopterre

  • Julien Bley, CCTT Innofibre

Partenaires financiers:

  • CRSNG, Kruger, CRIBIQ (MEIE)

Recrutement du personnel hautement qualifié (PHQ)

Le projet permettra également de recruter trois étudiantes et étudiants de maîtrise et doctorat et trois stagiaires postdoctoraux.


Résumé du projet

Le filament de cellulose (FC) est un nouveau biomatériau issu d’un procédé innovant qui est alimenté presque entièrement par de l’énergie renouvelable et qui utilise de la pâte de bois sans produits chimiques et enzymes. Le FC est polyvalent et a le potentiel d’augmenter la résistance, la durabilité et les fonctionnalités de plusieurs produits conventionnels. L’objectif de ce projet est de soutenir scientifiquement le développement d’applications pour le FC dans une gamme de produits présentant des propriétés techniques et environnementales élevées. Le projet global comprend quatre thématiques : « bioproduits agricoles », « papiers antimicrobiens », « produits en béton » et « environnement » couvrant les secteurs de l’agriculture, de l’hygiène et de la santé, de la construction et de l’environnement.

En raison de son potentiel à remplacer les produits non renouvelables, le FC pourrait être utilisé pour développer des bioproduits innovants agricoles tels que les substrats de micro-pousses, les biostimulants, les pots biodégradables et les films de paillis. Cependant, malgré leurs performances techniques, l’intégration de ces produits sur le marché est entravée par la réticence au changement des producteurs et des consommateurs. Ainsi, dans la thématique « bioproduits agricoles », le projet propose d’étudier la perception des consommateurs et des producteurs du secteur agricole à l’égard des bioproduits à base de FC. Un élément clé de ce projet sera d’évaluer si une meilleure performance environnementale de ces produits modifiera la perception des acteurs. Les résultats devraient aider les gestionnaires dans la prise de décision afin de faciliter l’élaboration d’un plan stratégique de commercialisation pour ces nouveaux produits.

Le FC peut également améliorer la fonctionnalité antimicrobienne de plusieurs types de papiers tissus utilisés dans les produits de santé et d’hygiène, y compris les masques biodégradables. La surface spécifique élevée du FC devrait augmenter la rétention des agents antibactériens et antiviraux et fournir une action antimicrobienne améliorée pour les papiers. Pour les masques, la cellulose est l’un des matériaux les plus prometteurs pouvant être utilisé afin de remplacer les fibres synthétiques à base de pétrole. La cellulose est abondante, biodégradable, peu coûteuse et facile à transformer. En plus, elle peut conférer aux masques les propriétés recherchées en termes d’efficacité de filtration contre les particules nocives et de perméabilité à l’air pour faciliter la respiration à travers les multicouches du masque. Les technologies antimicrobiennes développées dans le cadre de ce projet devraient également fournir des solutions efficaces et abordables pour une gamme de produits en papier du partenaire au projet, Kruger. Ainsi, sous l’axe de recherche « papiers antimicrobiens », le projet propose d’évaluer différentes méthodes de greffage des agents antimicrobiens aux FC et de développer des papiers tissus ayant des propriétés antibactériennes et/ou antivirales.

Dans le secteur de la construction, le FC peut aider à répondre aux exigences de durabilité et de résilience des systèmes d’infrastructure. Par exemple, lorsqu’intégré aux produits d’ingénierie à base de ciment, ceux-ci présentent une durabilité améliorée et des performances mécaniques supérieures. Le béton est de loin le matériau de construction le plus utilisé au monde. En y ajoutant du FC, sa durabilité est augmentée. Ces produits innovants contribuent donc à réduire l’empreinte carbone élevée de l’industrie du ciment et des activités de construction dans leur ensemble. Dans la thématique « produits en béton », le projet propose d’étudier l’effet de l’ajout de FC dans le béton sur sa résistance et sa stabilité dimensionnelle pour une variété d’applications, y compris les éléments verticaux et les planchers conventionnels.

Enfin dans la thématique « environnement », le projet propose d’identifier les opportunités d’amélioration du cycle de vie et de la performance environnementale de tous les produits à base de FC. Nous comparerons les produits à base de FC avec les matériaux conventionnels afin d’en dégager les principaux avantages et les inconvénients environnementaux. Cela permettra de développer des solutions rentables et compétitives qui sont plus respectueuses de l’environnement.

Dans l’ensemble, les résultats de la recherche permettront d’adapter les procédés de fabrication de pâtes et papiers et de FC tout en faisant la promotion de technologies plus propres pour l’avenir et la croissance économique du Canada.




Congratulations to Alexis Achim, the recipient of an NSERC Alliance Grant for a multidisciplinary project on the valorization of cellulose filaments!


Congratulations to Alexis Achim, Professor, and Vice-Dean of Research at the Faculty of Forestry, Geography and, Geomatics (FFGG) of Laval University, who has been awarded an NSERC Alliance Grant as principal investigator in a multidisciplinary project on the valorization of cellulose filaments!


This project will receive 746 788$ in funding over three years, 60% of which will come from public contributions (40% from NSERC and 20% from CRIBIQ) and 40% from the industrial partner Kruger Inc.



PROJECT DETAILS


Project title: Valuing cellulose filaments in innovative, sustainable, and renewable bioproducts

Objectives:

This large-scale project will support the development of cellulose filament-based applications for the agricultural,hygiene and health, construction, and environmental sectors. The development of three types of products is targeted by the project:

  1. Agricultural bioproducts;

  2. Antimicrobial papers;

  3. Concrete products.

These new products will then be compared with conventional products through life cycle assessments to evaluate their environmental performance.

Team

This project will rely on the participation of a multidisciplinary team:

Research team:

  • Alexis Achim (principal researcher), CRMR, UL

  • Tatjana Stevanovic, CRMR, UL

  • Véronic Landry, CRMR, UL

  • Alain Cloutier, CRMR, UL

  • Benoît Bissonnette, CRIB, UL

  • Nabil Amara, FSA, UL

  • Julie Jean, FSAA, UL

  • Annie Levasseur, ÉTS

Team of collaborators:

  • Rémy Lambert, FSAA, UL

  • Sébastien Lange, CCTT Biopterre

  • Julien Bley, CCTT Innofibre

Financial partners:

  • NSERC, Kruger, CRIBIQ (MEIE)

Recruitment of highly qualified personnel (HQP)

The project will also allow the recruitment of three master and doctoral students and three postdoctoral fellows.


Project Summary

Cellulose filament (CF) is a new biomaterial derived from an innovative process that is powered almost entirely by renewable energy and uses wood pulp without furter uses of chemicals and enzymes. CF is versatile and has the potential to increase the strength, durability, and functionality of many conventional products. This project aims to scientifically support the development of applications for CF in a range of products with high technical and environmental properties. The overall project comprises four themes: « agricultural bioproducts», «antimicrobial papers», «concrete products», and «environment», covering the agriculture, hygiene and health, construction, and environmental sectors.

Due to its potential to replace non-renewable products, CF could be used to develop innovative agricultural bioproducts such as microgreen substrates, biostimulants, biodegradable pots, and mulch films. However, despite their technical performance, the integration of these products into the market is hampered by the reluctance of producers and consumers to change. Thus, in the “agricultural bioproducts” theme, the project proposes to study the perception of consumers and producers in the agricultural sector towards CF-based bioproducts. A key element of this project will be to evaluate whether a better environmental performance of these products will modify the perception of the actors. The results should help managers in their decision-making to facilitate the development of a strategic marketing plan for these new products.

CF can also improve the antimicrobial functionality of several types of tissue used in health and hygiene products, including biodegradable masks. The high specific surface area of CF is expected to increase the retention of antibacterial and antiviral agents and provide improved antimicrobial action for the papers. For masks, cellulose is one of the most promising materials that can be used to replace petroleum-based synthetic fibers. Cellulose is abundant, biodegradable, inexpensive, and easy to process. In addition, it can provide masks with the desired properties of filtration efficiency against harmful particles and air permeability to facilitate breathing through the mask’s multilayers. The antimicrobial technologies developed in this project should also provide effective and affordable solutions for a range of paper products from project partner Kruger. Thus, under the «antimicrobial papers» research axis, the project proposes to evaluate different methods of grafting antimicrobial agents to CF and to develop tissue papers with antibacterial and/or antiviral properties.

In the construction sector, CF can help meet the sustainability and resilience requirements of infrastructure systems. For example, when incorporated into cement-based engineered products, they offer improved durability and superior mechanical performance. Concrete is by far the most widely used construction material in the world. By adding CF, its durability is increased. These innovative products, therefore, contribute to reducing the high carbon footprint of the cement industry and construction activities as a whole. In the « concrete product » theme , the project proposes to study the effect of adding CF to concrete on its strength and dimensional stability for a variety of applications, including vertical elements and conventional floors.

Finally, in the « environment » theme, the project proposes to identify opportunities to improve the life cycle and environmental performance of all CF based products. We will compare CF-based products with conventional materials in order to identify the main environmental advantages and disadvantages. This will enable the development of cost-effective and competitive solutions that are more environmentally friendly.

Overall, the research results will help adapt pulp and paper and CF manufacturing processes while promoting cleaner technologies for the future and Canada’s economic growth.



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