GDR DUMBIO : Groupement de recherche "Durabilité et matériaux biosourcés"

Contexte et objectifs

Les contraintes environnementales, énergétiques et économiques constituent des défis et opportunités qui permettent aux matériaux biosourcés et aux biopolymères de se positionner comme des alternatives d’intérêt aux molécules pétrosourcées. 

DUMBIO a pour but de partager les savoir-faire dans le domaine des matériaux biosourcés. DUMBIO vise également à revisiter la matière première et les procédés de transformation des matériaux biosourcés de façon à faire émerger des fonctionnalités indispensables pour agrandir leurs champs d’application. Enfin, DUMBIO a pour objectif de développer des métriques et indicateurs susceptibles d'évaluer l’impact des nouvelles pratiques qui seront préconisées dans le cadre plus général de la bioéconomie.

Le GDR DUMBIO est dirigé par Isabelle Capron (INRAE BIA-Nantes) et Christophe Chassenieux (CNRS Le Mans Université). Il rassemble 160 chercheurs et chercheuses impliqués au sein de 30 laboratoires, avec le soutien de 2 start-ups et de la fédération de recherche INCREASE.

Le GDR est structuré autour de 4 axes thématiques : 

• Axe 1 : Matériaux biosourcés et biopolymères massiques
• Axe 2 : Matériaux biosourcés et biopolymères solvatés
• Axe 3 : Procédés pour matériaux avancés
• Axe 4 : Impacts environnementaux, économiques et sociétaux

Prospectives

Axe 1 : Il s’agit de générer de nouveaux matériaux de structure biosourcés comme des (nano)composites entièrement biosourcés en envisageant de nouvelles sources de biopolymères issues de co-produits de fractionnement, de sources renouvelables innovantes ou de déchets dans l'objectif de valoriser l’intégralité de la ressource. Le potentiel de ces systèmes massiques en termes de propriétés spécifiques (mémoire de forme, propriétés optiques, …) sera exploré de manière à adresser des enjeux de niche à forte valeur ajoutée.

Axe 2 : On générera une vaste librairie de synthons multifonctionnels comme précurseurs de systèmes solvatés d’intérêt (suspensions, émulsions, coacervats, hydrogels, ionogels, membrane…) via la mise en œuvre de chimies respectueuses, efficientes et sélectives. En milieu solvant, ces synthons seront assemblés en structure plus ou moins complexe dont les relations structure/propriété seront établies à différentes échelles de temps et de longueur.

Axe 3 : On s’intéressera au développement et à l’optimisation de procédés d’élaboration des matériaux des axes 1 et 2 (fabrication additive, milli et microfluidique, électrofilage, modification par ultrason, microonde ou plasma) considérés individuellement ou couplés. Nous proposerons des évolutions organisationnelles de ces procédés permettant l'optimisation de l’efficacité de chacune des étapes de la transformation en prenant en compte la variabilité de la matière première (liée soit aux variations climatiques, géographiques, biologiques de la biomasse, soit au gisement des matériaux recyclés soit enfin aux procédés d’extraction et de recyclage mis en œuvre pour recouvrer les biopolymères et les synthons).

Axe 4 : La « pertinence » des propositions issues des 3 premiers axes sera challengée via des métriques et indicateurs liés notamment à l’économie circulaire et durable. Il s’agit de quantifier l’impact environnemental et économique de tels synthons et matériaux biosourcés sur tous les stades du cycle de vie : extraction, fonctionnalisation, mise en œuvre/transformation tout en cherchant à améliorer la circularité des flux, le recyclage des produits et des déchets et à minimiser la toxicité éventuelle des produits issus de leur (bio)dégradation. Il s'agit d'envisager dès les premiers stades de transformation une utilisation en cascade des ressources et ainsi étendre sa disponibilité. Cette réflexion n’intègre pas seulement les aspects scientifiques traités dans les trois autres axes mais d’autres économiques et sociétaux à l’interface avec des champs disciplinaires plus centrés sur des préoccupations SHS et agro-économiques.