Bio-résine : comparaison des résines de coulée biosourcées

Les bio-résines – résines de coulée biosourcées – remplacent une partie des matières premières dérivées du pétrole par des ressources végétales telles que les huiles végétales, les coques de noix de cajou ou les résines d'arbres. Le marché des systèmes de résines durables connaît une forte croissance, en particulier dans le domaine des arts et des loisirs (art de la résine, tables River Tables), mais aussi dans les applications techniques telles que les composites et la fabrication de moules. Ce guide explique les différents types de bio-résines, les compare aux résines conventionnelles et aide à choisir le système approprié.

Qu'est-ce que la bio-résine ?

La bio-résine (également appelée résine biologique, résine de coulée biosourcée ou résine de coulée écologique) désigne des systèmes de résine dans lesquels une partie des matières premières pétrochimiques est remplacée par des sources végétales renouvelables. La part biosourcée varie généralement entre 20 % et 56 % selon le fabricant et la formulation.

Important à comprendre : bio-résine ne signifie pas automatiquement biodégradable ou compostable. La résine durcie est un plastique thermodurcissable et se comporte chimiquement de manière similaire à la résine conventionnelle. L'avantage écologique réside principalement dans la réduction de l'empreinte carbone et l'utilisation de matières premières renouvelables dans la fabrication.

Matières premières végétales pour les bio-résines

Aperçu des types de résines biologiques

Résines époxy biosourcées

La catégorie la plus importante et la plus grande. Une partie du bisphénol A (BPA) ou de l'épichlorhydrine est remplacée par des matières premières végétales.

Produits typiques :

• Sicomin GreenPoxy 56: 56 % de carbone d'origine biologique. L'un des taux de composants biologiques les plus élevés du marché. Utilisation dans la construction navale, le laminage de planches de surf et la fabrication de composites.
• Entropy Resins Super Sap: 18 à 37 % de composants biosourcés. Développée par des ingénieurs surfeurs pour les planches de surf et les composites. Versions résine de stratification et résine de coulée disponibles.
• EcoPoxy: résines époxy biosourcées pour l'art et le bois. Connues pour les tables River Tables, les bijoux et les moulages décoratifs. Émissions de COV inférieures à celles des systèmes conventionnels.
• Cardolite (à base de CNSL): durcisseurs industriels et diluants réactifs à base de cardanol. Utilisé comme additif dans les systèmes époxy conventionnels pour améliorer la flexibilité.

Résines polyester biosourcées

Résines polyester partiellement renouvelables dans lesquelles les acides dicarboxyliques ou les diols proviennent de sources végétales. Moins répandues que les époxydes biosourcés.

Utilisation : construction navale (stratifiés PRV), production sanitaire (baignoires, receveurs de douche), fabrication générale de moules.

Résines polyuréthanes (PU) biosourcées

Résines PU à base de polyols d'huile de ricin. La part biologique peut être particulièrement élevée (jusqu'à 70 %), car le composant polyol peut être entièrement végétal.

Utilisation : enrobages flexibles, mousses, revêtements, systèmes d'imprégnation du bois.

Gamme SILITECH Bio-Resin : Biothan & Acrystal

SILITECH AG propose deux gammes de produits à base de résine biologique bien établies : Biothan/Biodur (résines de coulée PU d'origine biologique) et Acrystal (résines acryliques à base d'eau). Ces deux systèmes sont fabriqués à partir de matières premières renouvelables et sont non toxiques.

Biothan / Biodur – Résines de coulée polyuréthanes biosourcées

Fabricant : Bioresin Products (Allemagne), fondé en 2001. Plus de 35 produits standard, tous à base de matières premières renouvelables (biopolyols d'olive, caprolactones), tous non toxiques et sans étiquetage de danger.

Avantages principaux de tous les produits Biothan :

• Base : matières premières renouvelables (biopolyols d'olive + caprolactones)
• Teneur en COV : 0,0 % (vérifiée)
• Non toxique – aucun marquage de sécurité requis
• Stable aux UV (résistant au jaunissement)
• Schrumpf <0,1 %
• Durée de vie en pot réglable : 1 à 120 minutes
• Une transparence cristalline
• Très bonne coloration

Acrystal – Système à base de résine acrylique à base d'eau

Fabricant : Acrystal (France). Système bicomposant à base de résine acrylique à l'eau + poudre minérale. Non toxique, inodore, lavable à l'eau, sans solvants.

Acrystal remplace dans de nombreuses applications les résines traditionnelles à base de polyuréthane, d'époxy ou de polyester : il est inodore, sans COV, difficilement inflammable et soluble dans l'eau.

Résine biologique vs résine de coulée conventionnelle : comparaison

Conclusion : les bio-résines atteignent 90 à 95 % des performances des résines conventionnelles pour la plupart des propriétés mécaniques. La température de transition vitreuse (Tg) est légèrement inférieure pour certaines formulations bio, ce qui peut limiter la température d'utilisation. Le traitement est largement identique.

Résine biologique pour l'art et les loisirs (Resin Art)

Le secteur des arts et des loisirs est le marché qui connaît la croissance la plus rapide pour les résines biologiques. Les raisons :

• Moins d'odeurs : la réduction des émissions de COV rend le travail en intérieur plus agréable.
• La conscience tranquille : une base partiellement végétale pour les créatifs soucieux de l'environnement
• Résultats comparables : la clarté, la brillance et la dureté sont comparables à celles des résines conventionnelles.
• Stabilité aux UV : de nombreuses résines biologiques offrent une bonne résistance aux UV (protection contre le jaunissement).

Applications typiques de la résine

La bio-résine dans les applications techniques

Fabrication de composites et construction navale

La fabrication de planches de surf et de bateaux a été l'un des premiers domaines dans lesquels les bio-résines ont été utilisées à des fins commerciales. Sicomin (GreenPoxy) et Entropy Resins (Super Sap) ont été spécialement développées pour les stratifiés en fibre de verre et en fibre de carbone.

Avantages dans la construction composite :

• Mouillage des fibres et comportement d'imprégnation comparables à ceux des systèmes conventionnels
• Procédés par infusion et sous vide possibles
• Teneur réduite en gaz styrène dans les biopolyesters
• Avantage marketing : label « vert » pour le produit final

fabrication de moules

Les bio-époxydes conviennent à la fabrication de moules en tant que résines de coulée pour les prototypes et les petites séries. Il convient de tenir compte de la température de transition vitreuse légèrement inférieure lorsque les moules sont utilisés pour des processus de durcissement à chaud.

Traitement de la résine biologique : conseils pratiques

Le traitement des résines biologiques est en grande partie identique à celui des systèmes de résines conventionnels. Quelques particularités :

Mélanger

• Respecter scrupuleusement le rapport de mélange (généralement 2:1 ou 100:45 en poids)
• Mélanger soigneusement pendant au moins 3 à 5 minutes.
• Rempoter et mélanger à nouveau pour obtenir un résultat sans bulles
• Température d'application : 20–25 °C idéalement

Arrosage

• Verser en couches fines et construire par couches successives pour une profondeur de coulée > 2 cm (sauf en cas d'utilisation d'un système Deep-Pour).
• Éliminer les bulles à l'aide d'un pistolet à air chaud ou d'un chalumeau (rapidement et avec précaution).
• Environnement sans poussière pour des surfaces propres
• Appliquer un agent de démoulage sur le moule (huile de silicone ou cire)

durcissement

• Durcissement à température ambiante : 24 à 72 heures (selon le système)
• Le post-durcissement à 60-80 °C améliore la Tg et les propriétés mécaniques de 20 à 30 %.
• Éviter le durcissement à une température inférieure à 15 °C (prolonge considérablement le temps de durcissement et peut entraîner des résultats ternes).

Acheter de la résine bio : à quoi faut-il faire attention ?

Le marché des résines biologiques est complexe. Tenez compte des points suivants :

1. Part biologique (%)

Les fabricants sérieux indiquent la teneur en carbone biosourcé selon la norme ASTM D6866. Des valeurs comprises entre 20 et 56 % sont réalistes. Les produits qui prétendent être « 100 % biosourcés » ou « entièrement naturels » doivent être considérés avec scepticisme : il n'existe actuellement aucune résine de coulée entièrement biosourcée et performante.

2. Certifications

• USDA BioPreferred : norme américaine pour les produits biosourcés
• ASTM D6866 : mesure de la teneur en carbone biosourcé par la méthode du radiocarbone
• ISO 16620 : norme internationale pour les plastiques biosourcés

3. Utilisation prévue

• Résine de coulée (Deep Pour) : faible exothermie, hauteur de coulée élevée
• Résine de stratification : faible viscosité, bon mouillage des fibres
• Résine de revêtement : autonivelante, stable aux UV
• Résine coulée structurelle : haute résistance mécanique, Tg définie

4. Rapport qualité-prix

Les résines biologiques coûtent généralement 20 à 50 % plus cher que les résines conventionnelles. Pour les applications artistiques et les loisirs, ce surcoût est moins important (petites quantités). Pour les grandes quantités industrielles, le surcoût peut être considérable.

Foire aux questions (FAQ)

La résine biologique est-elle biodégradable ?

Non. La résine bio durcie est un thermodurcissable et se comporte comme une résine époxy ou polyester conventionnelle. Elle ne se décompose pas dans des conditions environnementales normales. Le terme « bio » fait référence à la base de la matière première (végétale) et non à son élimination.

La résine biologique est-elle aussi résistante que la résine époxy normale ?

Dans une large mesure, oui. Les propriétés mécaniques atteignent généralement 90 à 95 % de celles des résines conventionnelles. La température de transition vitreuse (Tg) peut être légèrement inférieure (50 à 80 °C contre 60 à 120 °C), ce qui limite la température maximale d'utilisation. Pour la plupart des applications artistiques et de loisirs, cela ne constitue pas un inconvénient.

Puis-je utiliser la résine Bio-Resin pour les tables River Tables ?

Oui, il existe des résines biologiques spéciales à coulée profonde et à faible exothermie qui permettent des hauteurs de coulée de 5 à 10 cm par couche. Veillez à choisir un système à faible exothermie (faible dégagement de chaleur) afin d'éviter la formation de fissures et le jaunissement lors de coulées de grands volumes.

Quelle est la part réelle des produits biologiques ?

Généralement, 20 à 56 % de carbone d'origine biologique (mesuré selon la norme ASTM D6866). Les 44 à 80 % restants proviennent toujours de sources pétrochimiques. Il n'existe actuellement aucune résine de coulée haute performance 100 % d'origine biologique.

Puis-je colorer la résine biologique avec des pigments normaux ?

Oui. Les bio-résines sont compatibles avec les pigments de résine habituels (pâtes de pigments époxy, poudre de mica, encres à alcool). Le traitement est identique à celui des systèmes conventionnels.

Où puis-je acheter de la résine biologique en Suisse ?

SILITECH AG commercialise la gamme Biothan/Biodur (résines PU bio-sourcées) et le système Acrystal (résines acryliques à base d'eau) depuis son entrepôt en Suisse. Tous les produits sont disponibles dans la boutique en ligne SILITECH ou sur demande.