C'est en raison de l'existence d'un goulot d'étranglement (« bottleneck ») limitant sa capacité de production de pâte à son usine de Plymouth en Caroline du Nord que Domtar est en mesure de rentabiliser l'investissement nécessaire à l'extraction de la lignine.
Le Maître papetier a voulu en savoir davantage sur l'opportunité particulière que présentait cette usine qui a fait naître un projet de production de 72 tonnes de lignine par jour en mars dernier.
La technique d'extraction de la lignine est connue depuis longtemps. Déjà, dans les années 1960, Domtar produisait de la lignine à son usine de Cornwall, souligne Bruno Marcoccia, directeur de recherche et de développement de l'entreprise.
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Voici comment on fabrique la lignine : « Le procédé d'extraction de la lignine est plutôt simple. Essentiellement, la liqueur noire est une solution très basique qui solubilise et qui dissout les sucres du bois, soit les polysaccarides comme la cellulose, l'hémicellulose et la lignine. La cellulose et l'hémicellulose dissoute ne sont pas dépendantes du pH et elles sont hydrophobes, ce qui fait qu'elles restent dans la solution. Par contre, la lignine, qui a une structure chimique unique, demeure soluble seulement dans une solution très basique, lorsque le pH est au-dessus de 10. La liqueur noire sort du processus de transformation à un pH de 12 ou 13. Pour séparer la lignine, il faut faire chuter le pH en ajoutant un acide, le dioxyde de carbone. La lignine se transforme alors en solide sous forme d'un précipité. Ensuite, on sépare physiquement la lignine solide du liquide. Finalement, on redissout la lignine et on l'acidifie à nouveau afin de la purifier », explique M. Marcoccia. |
Bruno Marcoccia, le directeur de la recherche et développement chez DomtarDomtar utilise une technologie développée par Metso et commercialise sa lignine ainsi produite sous la marque de commerce BioChoice™. Au Canada, FPInnovations travaille également à la production de lignine dans un projet-pilote réalisé avec Produits forestiers Résolu. Selon M. Marcoccia, le procédé est le même, mais la technologie utilisée et les ingrédients chimiques pour purifier la lignine sont différents.
« Avec la lignine, on a deux choix, la brûler pour faire de l'énergie ou l'extraire. À l'époque, ça coutait moins cher de la brûler », ajoute Marcoccia. Le faible prix des produits pétroliers, qui entrent en compétition avec les débouchés la lignine, a fait en sorte que la filiale de Domtar qui produisait de la lignine, Arborite, a été vendue.
Depuis plusieurs années, les gros joueurs de l'industrie des pâtes et papiers se demandent : comment peut-on justifier des investissements majeurs pour l'extraction de la lignine alors que le marché n'existe pas encore ? « Étant donné que les capitaux nécessaires pour sont énormes, personne dans l'industrie n'avait encore fait le grand saut », note Marcoccia. La configuration unique de l'usine de Plymouth allait changer les choses.
La lignine solide« Le prix des combustibles fossiles a augmenté, ce qui crée une dynamique des marchés très intéressante », commente M. Marcoccia. Cette hausse des prix a créé un marché potentiel pour l'industrie, mais un marché qui devra être créé de toutes pièces. Pour Domtar, le marché visé avoisinera les 30 000 tonnes, soit un estimé de près de 72 tonnes de lignine par jour qui seront produites à l'usine de Plymouth, à défaut de quoi, la lignine sera brûlée dans les bouilloires.
Une configuration unique, une opportunité unique
Sur tous les moulins à papier dans le monde, la configuration unique de l'usine de Plymouth a créé une opportunité pour Domtar : augmenter sa capacité de production de pâte de 75 tonnes par jour en produisant près de 72 tonnes de lignine. (Le taux d'extraction théorique de lignine à partir de la liqueur noire est de 0,92.)
« Les bouilloires de l'usine de Plymouth avaient une capacité limitée à bruler la liqueur noire, explique Pascal Bossé, vice-président, Communications et relations avec les investisseurs chez Domtar. Ce goulot d'étranglement dans la fabrication de la pâte réduisait notre capacité de production. » Sans les gains immédiats générés par cette amélioration de la production, la mathématique financière de l'opération n'aurait pas été la même.
L'investissement de plusieurs millions de dollars était donc justifié simplement par l'amélioration de la structure de l'usine. Et en plus, Domtar est maintenant en mesure de développer un nouveau marché pour une colle naturelle : la lignine. « C'est une logique d'ensemble, selon moi, car une des fonctions de la lignine dans un arbre vivant est de coller les fibres de cellulose ensemble. En faisant de la pâte, on isole la fibre de cellulose. En isolant la lignine par la suite, on peut la réutiliser comme une colle dans les produits de bois d'ingénierie. C'est un principe de démantèlement et de réassemblage », décrit M. Marcoccia.
En plus de servir de colle pour le bois d'ingénierie, la lignine peut être utilisée pour fabriquer des plastiques, des additifs au carburant, des dispersants, des émulsifiants, des résines et toute sorte d'adhésifs. « Nous avons réalisé nos premières ventes et il y a beaucoup d'intérêt pour la lignine. Pour plusieurs de nos clients, c'est une opportunité de rendre leurs produits plus verts », commente M. Marcoccia en citant en exemple l'industrie du plastique.
Mais comme ces nouveaux marchés sont à un stade préliminaire, la grande majorité de la lignine produite jusqu'à présent est brûlée pour produire de l'énergie. Jusqu'à maintenant, l'usine de Plymouth respecte l'échéancier de production. Le processus d'extraction fonctionne bien et il n'y a pas eu de surprises majeures.
Étant donné que Domtar est le seul producteur majeur de lignine en ce moment, l'entreprise compte bien tirer avantage de la situation pour développer des partenariats avec des clients clés.
Le début d'une nouvelle ère ?
Entre 250 000 et 500 000 tonnes de lignines transigent par les différentes installations de Domtar chaque année. « Nous commençons avec cette usine. Quand le commerce de la lignine sera profitable, nous aurons l'opportunité d'augmenter la production », croit M. Marcoccia. Dans un premier temps, le marché doit se développer. Ensuite, des investissements supplémentaires suivront. « Pour être réaliste, de nouveaux projets verront le jour d'ici cinq à dix ans. »
Et combien vaut la lignine ? « Difficile à dire. On compare souvent la lignine aux résines phénoliques qui valent environ 1000$/tonne. C'est raisonnable de penser que la lignine vaut au moins ça. Ensuite, reste à savoir combien valent les attributs écologiques de la lignine, » explique M. Marcoccia.
Domtar souhaite capitaliser sur les attributs « verts » de la lignine. « La lignine est une alternative écologique pour produire de l'énergie, des sacs de plastique décomposables, des produits d'asphalte et plus encore. En plus, elle est produite dans une usine FSC », souligne M. Bossé.
Guillaume Roy, journaliste
