PROCOLBIO

Préambule

Un retour aux sources, au naturel (Naturalité) et une perspective de valorisation globale de la biomasse végétale (Bioéconomie) nous a incités, dans le cadre d’un consortium 100% Régional, à mettre en place le projet PROCOLBIO (PROduction d’un COLorant BIOsourcé). Ce projet a été initié dans le cadre d’une Action du Campus des Métiers et Qualifications « Bioraffinerie Végétale et Chimie Durable », depuis avril 2019, pour une étude de faisabilité. Il a pour objectif la mise en place d’une filière de production d’un colorant biosourcé en Hauts de France, à partir d’un co-produit agricole non valorisé actuellement : la pelure d’oignon.

L’un des objectifs sous-jacent de ce projet est de favoriser la mise en place d’une filière complète et locale de valorisation, allant de l’approvisionnement en matière première à la production du bio-colorant, et permettant ainsi de minimiser l’impact environnemental (transport, proximité, naturalité) de cette création d’activité.

Dans ce contexte, après une étude économique, notamment d’accessibilité à la matière première et de non compétition avec une voie alimentaire, le projet PROCOLBIO développe la production d’un colorant biosourcé, la quercétine, à partir de pelures d’oignons, co-produit d’une production agricole importante au sein des territoires de la Région Hauts-de-France. Une étude a montré la possibilité d’industrialiser le procédé d’obtention (extraction simple) et les premières applications envisagées, dans le domaine des matériaux (plastiques, textiles) et de l’industrie alimentaire notamment, sont prometteuses. PROCOLBIO est axé certes sur une matière première bien ciblée, mais la stratégie pourrait être étendue à d’autres co-produits agricoles et ainsi déboucher sur une gamme (palette) large de colorants naturels.

Objectifs

L’objectif du projet PROCOLBIO est donc la mise en place d’une unité industrielle d’extraction d’un colorant, la quercétine, à partir d’une biomasse typique (oignons) des Hauts de France, pour des applications dans le domaine des matériaux et en industrie (agroalimentaire, cosmétique, peinture, encre, …). La molécule de quercétine possède également des propriétés anti-oxydantes, ouvrant ainsi des possibilités d’applications humaines intéressantes (nutraceutique, santé).

Au niveau régional des actions/études ont déjà eu lieu sur les colorants biosourcés : Jardin Chlorophylle à Roubaix, Bleu de Waide à Amiens. Nous nous appuyons bien évidemment sur ces expériences pour mener au mieux le projet à sa réussite.

Ces extraits biosourcés permettent de colorer « naturellement » divers supports et matières : textile, cosmétique, peinture, matériaux plastiques/composites, matrice alimentaire.

Le projet PROCOLBIO utilise une matière première existante, qui est un co-produit d’une production agricole déjà établie, donc pas de spécificité ou de mutation de cultures. Il offre une alternative aux additifs pétrochimiques, en proposant une molécule colorante associant faible empreinte environnementale et production agricole implantée localement et disponible sur 10 mois de l’année. A partir de cette matière première végétale, issue d’une culture importante dans la Région et non valorisée actuellement, sera produit le colorant par la mise en place d’une filière industrielle implantée sur le(s) territoire(s) ou via une bioraffinerie centralisée.

Au-delà des études menées actuellement en amont par le consortium des partenaires, le projet permet de vérifier le transfert à l’échelle industrielle de production, sur une unité pilote dans un premier temps, avant la mise en place d’une unité industrielle. Les verrous scientifiques et techniques identifiés au démarrage du projet (extraction par un procédé durable, optimisation, stabilité de la molécule colorante, étude microbiologique pour des applications humaines, …) ont d’ores et déjà été levés.

Le projet PROCOLBIO s’inscrit parfaitement dans le cadre de la troisième révolution industrielle portée par la Région Hauts-De-France, avec l’utilisation rationnelle des ressources locales naturelles. Il s’inscrit également dans la thématique « Chimie, matériaux, recyclage, textiles polymères et composites, conception et applications de produits biosourcés » intégrée à la Stratégie de Recherche Innovation pour une Spécialisation Intelligente.

Attentes du projet

Dans un contexte de préservation des ressources, la chimie s’oriente depuis plusieurs années vers la valorisation de matières premières issues de coproduits générés par le monde agricole et l’activité des industries agroalimentaires. L’objectif est de mettre en place des filières à faible empreinte environnementale tout en maintenant les propriétés recherchées des produits biosourcés.

L’intérêt des produits biosourcés, tels les additifs comme les colorants, est validé depuis quelques années à de nombreux niveaux, tant au niveau politique qu’au niveau de l’attente des consommateurs.

PROCOLBIO utilise des ressources, tant matérielles qu’intellectuelles, de proximité, en dynamisant le tissu économique local et en favorisant le développement et la structuration d’une éco-industrie sur les territoires, par l’offre d’une alternative aux produits pétrosourcés.

La valorisation de coproduits agricoles/agroalimentaires est un véritable enjeu écologique et économique. Les produits biosourcés à usage humain ou non répondent aux nouvelles attentes du marché (retour au naturel), limitent les impacts environnementaux et participent à la santé du consommateur pour des applications humaines.

La production de produits biosourcés à grande échelle permet de répondre aux besoins socioéconomiques et aussi de générer de nouveaux emplois.

Retombées économiques et industrielles attendues

Le projet utilise uniquement des ressources naturelles produites et/ou transformées sur le territoire régional, et qui actuellement sont des co-produits non valorisés. Le projet peut donc permettre de renforcer les activités économiques autour de l’agriculture, de la chimie de coloration (matériaux, peintures, encres, matrice alimentaire, …). Ces différents points de développement d’activités seront propices à la création d’emplois, notamment par la mise en place d’un site de production évolutive et de développement, ainsi que d’un service marketing/commercial.

Autre point, le marché mondial des colorants naturels devrait générer des revenus d’environ 5 milliards de dollars d’ici 2024.

Suites du Projet

La constitution du consortium regroupant tous les acteurs d’une filière, du fournisseur de matière première aux utilisateurs finaux, et les résultats des études de faisabilité, nous permettent ainsi d’envisager ;

• Démarche Expérimentale avec Mise en place d’un démonstrateur sur 2021-2022
• Industrialisation sur 2022-2023

Les applications visées sont du fait des industriels impliqués les secteurs de la plasturgie, de l’industrie textile et de la cosmétique dermatologique.

Cependant le secteur alimentaire, tout comme celui des encres et peintures, sont également à l’étude. Par exemple, les colorants naturels dans l’industrie agroalimentaire représentent 5 à 10% du marché global des colorants et connaissent des taux de croissance annuel moyens de 7 à 10%.

Reconnaissance du Projet

Lauréat de l’AMI 2020 Eura Industry Innov

Lauréat de l’AMI 2020 Cluster Territoire Intelligent, Aditec-Cabbalr

Communication Orale à European Forum for Circular Economy, 14 octobre 2020

Communication Orale à ICERI2020

Perspectives de Procolbio

Les perspectives sont de prolonger Procolbio par un projet permettant de mettre en place une filière de production industrielle de toutes une palette de colorants biosourcés ; PALCOLBIO; PALette de COLorants BIOsourcés.

Cette structuration est déjà en cours par des rapprochements, notamment avec l’Earl Cottrel qui développe l’extraction d’un autre colorant « traditionnellement régional » : le bleu de waide.