Tensioactifs : résoudre les problèmes aux interfaces

19.05.2023 - De l'agrochimie au textile : le large éventail d'utilisation des tensioactifs sera au centre des intérêts du 11e Congrès mondial des tensioactifs, CESIO 2019 à Munich

Les tensioactifs sont utilisés dans un large éventail d'applications allant des détergents aux cosmétiques en passant par la protection des cultures, le pétrole et le gaz - et bien d'autres entre les deux. Cette large gamme sera au centre du 12e Congrès mondial des tensioactifs qui se tiendra à Rome début juin 2023. Le congrès abordera les défis de l'industrie des tensioactifs qui doit transformer son modèle opérationnel pour devenir plus durable et contribuer à l'EU Green Objectifs de la transaction. Tony Gough, président du CESIO, le comité européen des tensioactifs organiques et de leurs intermédiaires, et directeur de l'innovation pour la durabilité chez Innospec, présente un rapport sur l'activité, le marché et la technologie des tensioactifs.

CHEManager : Le CESIO n'organise le World Surfactant Congress qu'une fois tous les quatre ans. Cela signifie que beaucoup de choses se sont passées dans et autour de l'industrie depuis le précédent Congrès en 2019. Comment l'industrie s'est-elle comportée pendant la pandémie de Covid avec ses perturbations et ses blocages de la chaîne d'approvisionnement ? L'épidémie mondiale de Covid étant à peine terminée, la Russie a déclenché une guerre en Europe avec des conséquences dramatiques pour le marché et les conditions commerciales. Comment ce conflit en cours en Ukraine affecte-t-il l'industrie des tensioactifs ?

Tony Gough : Depuis début 2020, neuf mois seulement après notre précédent congrès du CESIO, le Covid-19 s'est abattu sur nous et a déclenché des confinements partout dans le monde avec des impacts énormes sur les chaînes d'approvisionnement et la fabrication industrielle ; sans parler du stress mental et physique exercé sur les individus à travers le monde. Puis, au début de 2022, alors que le monde avait fait de bons progrès pour maîtriser le virus, la Russie a déclenché la guerre en Ukraine, ce qui a provoqué une forte hausse de l'inflation en raison de la réduction de l'approvisionnement russe en gaz et en pétrole. Cela a entraîné une augmentation spectaculaire des prix des tensioactifs et des matières premières chimiques, qui semblent maintenant se stabiliser dans la plupart des régions, les prix de certaines matières premières commençant même à baisser, bien qu'ils soient toujours généralement plus élevés qu'à l'époque pré-Covid.

Un effet secondaire de la pandémie sur l'industrie des tensioactifs a été une demande massive de désinfectants, de produits de nettoyage et de produits de nettoyage ménagers. Cependant, d'autres secteurs et industries n'ont pas été aussi chanceux. Les fermetures ont eu un impact négatif considérable sur le nettoyage institutionnel dans les secteurs de l'hôtellerie, de la restauration et du tourisme. De plus, les habitudes d'achat des consommateurs ont été affectées par le nombre croissant d'achats effectués en ligne, ce qui a entraîné une baisse des ventes au détail.

En plus de tout cela, il y a eu des problèmes majeurs avec le transport maritime, la disponibilité des conteneurs en vrac, la disponibilité des matières premières en Extrême-Orient, la pénurie de camions et de chauffeurs de camion en Europe en particulier, et de fortes hausses des coûts de transport des marchandises dans toutes les régions. du monde, ce qui a également causé des problèmes avec les chaînes d'approvisionnement en tensioactifs et en matières premières, mais la situation semble maintenant s'améliorer progressivement.

La reprise après tous ces revers montre que notre industrie a un haut degré de résilience et est capable d'absorber des chocs externes comme le Covid-19. Les tensioactifs sont fabriqués à partir d'une pléthore de matières premières et sont des catalyseurs pour de nombreuses applications en aval. C'est cette polyvalence et cette diversité qui font vivre l'industrie des surfactants. Nous espérons que le monde a de bons enseignements de Covid-19 et sait maintenant quelles mesures prendre et lesquelles ne pas prendre dans le cas improbable où une autre pandémie mondiale se produirait au cours de notre vie.

La crise climatique a un potentiel encore plus grand pour transformer l'industrie que la guerre et la pandémie. C'est dire quelque chose…! L'agenda du CESIO 2023 reflète-t-il l'importance de la lutte mondiale contre le changement climatique ?

T.Gough : Bien qu'il soit discutable dans certains milieux que le monde ait atteint le stade d'une crise climatique, il est nécessaire de réduire les émissions anthropiques de dioxyde de carbone — CO2 — pour limiter le réchauffement climatique à une augmentation de seulement 1,5 °C et Atteindre le zéro net des émissions mondiales de CO2 d'ici 2050 conformément à l'Accord de Paris. Ce qui est déroutant, c'est le fait qu'on estime que la demande mondiale de produits chimiques à base de carbone fera plus que doubler d'ici 2050. Si la demande ne doit pas être satisfaite par des matières premières à base de fossiles, la production de carbone renouvelable devra augmenter de 15 fois pour passer à la vitesse supérieure. l'utilisation du carbone fossile dans les produits de consommation. De grands défis sont donc lancés à l'industrie chimique et des tensioactifs pour agir et réduire leur dépendance à l'énergie et aux matières premières à base de combustibles fossiles.

Le programme du prochain Congrès prévoit un discours d'ouverture d'un orateur de haut niveau de la Commission européenne, dix orateurs pléniers, près de 60 orateurs de session, de nombreuses affiches et une table ronde comme dernière session de l'événement. De nombreux intervenants se concentreront sur les « tensioactifs durables » tels que les tensioactifs biosourcés, l'avenir de l'huile de palme en Europe, la biomasse comme base pour la conception des tensioactifs, l'avenir propre pour les biens de consommation, le nettoyage durable et la transformation de la maison et du personnel. l'industrie des soins, et ainsi de suite. Beaucoup démontreront également comment l'accord vert et la stratégie chimique de l'UE pour la durabilité affecteront notre industrie, par exemple, la notification et l'enregistrement attendus des polymères dans le cadre de REACh, la stratégie dite Safe-and-Sustainable-by-Design ou le mélange facteur d'évaluation dans le cadre de l'examen REACh. Les participants auront un tableau coloré des défis provoqués par la lutte contre les changements climatiques et des opportunités pour notre industrie.

La transformation verte est à l'ordre du jour du CESIO depuis plus de 20 ans déjà mais s'est évidemment accélérée ces dernières années. Quelles sont les grandes stratégies des fabricants de tensioactifs pour réduire leur empreinte carbone et devenir neutre en carbone ?

T.Gough: Comme mentionné ci-dessus, l'industrie chimique et des tensioactifs doit prendre des mesures pour réduire sa dépendance aux combustibles fossiles, tant pour l'énergie que pour les matières premières.

De nombreux fabricants de tensioactifs ont mis en place des programmes pour résoudre ce problème en analysant leurs types d'émissions de carbone associées à leurs produits par le biais d'évaluations du cycle de vie - ACV -, d'empreintes carbone des produits - PCF et d'empreintes environnementales des produits - PEF. Ceux-ci les aideront à identifier des moyens d'améliorer leurs procédés pour utiliser moins d'énergie (par exemple de meilleurs catalyseurs) et utiliser des matières premières plus durables qui sont biosourcées, provenant de sources circulaires ou issues de la capture et de l'utilisation du carbone. Les fabricants de tensioactifs cherchent également de plus en plus à utiliser leurs produits pour développer de nouveaux exemples de formulations guides pour leurs clients qui sont plus durables que les types de produits conventionnels. Des exemples de ceux-ci sont les formats de nettoyage solides ou concentrés pour les soins personnels, les soins à domicile et I&I. Les fabricants de tensioactifs utilisés dans les détergents à lessive cherchent également des moyens de créer des exemples de formulations guides efficaces pour le lavage à basse température, car la plupart des émissions de CO2 associées aux détergents à lessive actuels proviennent du chauffage de l'eau utilisée dans le processus de lavage.

Jusqu'à la fin du siècle dernier, les tensioactifs étaient principalement d'origine fossile et les tensioactifs biosourcés étaient des étrangers exotiques. Comment la base de matières premières des tensioactifs a-t-elle changé au cours des dernières décennies ?

T.Gough: Bien qu'il existe sur le marché des tensioactifs 100 % d'origine naturelle et certains 100 % d'origine fossile, de nombreux tensioactifs sont des hybrides.

À l'heure actuelle, environ 50 % des tensioactifs en Europe contiennent déjà au moins un constituant issu d'une matière première renouvelable. Le choix de la matière première dépendra du type d'application, des propriétés requises, de sa disponibilité, de sa durabilité et aussi de son coût. En ce qui concerne l'utilisation de l'huile de palmiste, cette matière première est devenue très attractive au cours des 25 dernières années en raison des séquelles de la maladie de la vache folle à la fin des années 1990 qui a conduit à une diminution de l'utilisation du suif comme matière première. Il y a aussi l'émergence récente de biosurfactants tels que les glycolipides, les sophorolipides et les rhamnolipides qui sont maintenant disponibles à l'échelle industrielle. Les fabricants de ces biosurfactants ont établi leurs usines dans des zones où ils peuvent s'approvisionner localement en ces matières premières. Un autre exemple de nouvelle matière première pour les tensioactifs est le bionaphta obtenu par divers moyens à partir de matières dérivées de plantes. Celui-ci peut être "craqué" comme pour le naphta conventionnel pour donner des matières premières comme l'éthylène. Cependant, ces types de matières premières sont souvent disponibles uniquement dans le cadre d'une approche de « bilan massique », car l'offre mondiale est trop faible pour permettre la fabrication de matériaux 100 % sans fossiles et cela serait actuellement d'un coût prohibitif.

Cependant, nous savons que ce n'est pas parce qu'un matériau est soit naturellement issu de la fermentation, soit renouvelable qu'il est « plus durable » ou qu'il présente un meilleur profil de sécurité. C'est la chimie sous-jacente, l'énergie utilisée, l'empreinte écologique et la manière dont les matières premières ont été fabriquées et transportées qui déterminent le profil de durabilité et de sécurité. En fin de compte, notre intérêt réside dans un accès ouvert et compétitif à toutes les matières premières qui répondent aux besoins des clients, et dans leurs contributions à des produits et procédés plus durables.

La stratégie chimique de l'UE pour le développement durable fait partie de l'ambition zéro pollution de l'UE, un engagement clé du pacte vert pour l'Europe. Sa mise en œuvre aura des conséquences importantes pour l'industrie chimique et les utilisateurs de produits chimiques. Comment le CESIO évalue-t-il les mesures et règles proposées par le CSS ?

T.Gough : Le CESIO surveille et contribue aux initiatives d'élaboration de politiques visant à réaliser les objectifs de la stratégie chimique de l'UE pour la durabilité - CSS - et souhaite jouer un rôle constructif dans sa mise en œuvre. Nous pensons qu'une approche holistique est nécessaire pour encourager l'innovation et l'amélioration de la durabilité en Europe, tout en reconnaissant la pertinence de la législation existante pour atteindre les objectifs de durabilité. Il est particulièrement important pour nous de contribuer à garantir que les entreprises opérant en Europe ne soient jamais désavantagées par rapport à la concurrence alors qu'elles s'efforcent d'atteindre des objectifs de durabilité importants par rapport aux entreprises opérant en dehors de l'Europe.

Le CESIO a fait des recherches et élargi ses connaissances sur les tensioactifs polymères, y compris la biodégradabilité et les futures exigences d'enregistrement. Ils ont travaillé avec l'AISE dans le cadre de l'initiative ERASM pendant plus de 30 ans pour évaluer les risques liés aux surfactants. De nombreux tests et données, tels que ceux développés par le projet HERA ou pour REACh, sont largement disponibles ou peuvent être consultés sur la base de données sur les produits chimiques existants de l'OCDE.

La durabilité n'est pas une propriété inhérente à une substance. Les tensioactifs montrent souvent leurs effets positifs principalement dans l'utilisation finale. Est-ce la bonne voie à suivre pour une approche principalement basée sur le danger qui prévoit une interdiction générale de certaines substances ?

T.Gough : Qu'une arme soit bonne ou mauvaise dépend de la façon dont elle est utilisée. Nous pouvons utiliser cette analogie pour les produits chimiques : le fait qu'un produit chimique soit ou non nocif pour les êtres vivants ou l'environnement ne peut être déterminé que par le danger, l'exposition due à l'utilisation et le risque résultant de la combinaison des deux. Un produit chimique peut être toxique pour les poissons ou les daphnies, c'est-à-dire qu'il est dangereux, mais cela n'a pas d'importance si ce produit chimique ne sera jamais rejeté dans les milieux aquatiques. De plus, si un produit chimique est interdit ou limité uniquement sur la base de son danger, cela conduira à une réglementation excessive. De plus, des substances pourraient être retirées des marchés qui ont même un impact positif sur la durabilité !

C'est pourquoi nous sommes extrêmement préoccupés par l'approche dite générique des risques privilégiée par les régulateurs de l'UE, qui limiterait de plus grands groupes de produits chimiques en raison de propriétés spécifiques, telles que leur persistance. Cette approche n'est rien de plus qu'une restriction basée sur le profil de danger et, dans de nombreux cas, sur la base d'une seule propriété de danger. « Générique » dans ce contexte signifie : ne doit pas être présent dans un produit de consommation ou se retrouver dans l'environnement en tant que « substance chimique pour toujours », même s'il n'y a aucune preuve ou preuve d'un risque spécifique. Cette approche est inconsidérée et ne serait pas bonne pour la contribution inestimable que l'industrie chimique apporte à l'économie mondiale ou à l'humanité en général.

Pensez-vous qu'une législation et une réglementation plus strictes ou plus strictes sur les produits chimiques favoriseront le développement de produits plus durables ? Quelle est l'approche du CESIO en matière de développement durable ?

T.Gough : De nombreux changements législatifs sont actuellement en cours en Europe, ce qui devrait contribuer à atteindre les objectifs de REACh CSS. Cela inclut les révisions des réglementations européennes sur les produits chimiques et l'étiquetage - REACh et CLP -, la législation européenne sur l'écoconception, les initiatives visant à soutenir les produits Safe & Sustainable by Design, parmi de nombreuses autres initiatives liées à l'eau et aux émissions de GES. En outre, d'autres mises à jour de la législation verticale existante, telles que le règlement sur les détergents et les critères existants du label écologique de l'UE, sont prévues.

Comme indiqué précédemment, il est important de veiller à ce que toute nouvelle législation contribue de manière constructive et globale à l'amélioration de la durabilité tout en soutenant l'innovation. Pour y parvenir, toute nouvelle règle doit être adaptée à son objectif et ne pas dupliquer ou chevaucher des cadres existants. Le CESIO continuera à jouer son rôle tant dans les projets de recherche en cours que dans l'élaboration et la mise en œuvre de toute nouvelle législation.

Outre la durabilité, qu'est-ce qui motive le développement de nouveaux tensioactifs ? Quelles sont les grandes tendances en matière de R&D sur les produits finis de nos jours ?

T. Gough : La réponse évidente à cette question est qu'un nouveau tensioactif doit répondre à un besoin identifié et non satisfait du marché. Il doit également posséder toutes les propriétés habituelles attendues telles que la biodégradabilité, une faible toxicité et être rentable. Cependant, il est rare qu'un nouveau tensioactif soit lancé sur le marché. Les biosurfactants tels que les sophorolipides et les rhamnolipides sont relativement nouveaux et se préparent à une production à grande échelle industrielle et se positionnent principalement pour leur durabilité. Nous nous attendons à ce que les tensioactifs traditionnels continuent d'être les piliers de l'industrie des tensioactifs et soient en grande demande à l'échelle mondiale pendant de nombreuses années à venir. Ils seront également sans aucun doute soumis à un examen de durabilité dans le but d'améliorer leurs ACV.

Les développeurs de produits, les fabricants et les consommateurs recherchent tous de plus en plus les aspects de durabilité associés aux produits de soins personnels et d'entretien ménager. Cela vaut tant pour le contenu que pour l'emballage utilisé pour les produits. Cela a conduit à l'émergence récente sur le marché de produits de format plus solide et de format concentré qui n'utilisent pas d'eau, ou une teneur en eau réduite dans leur fabrication moins d'emballages que les produits conventionnels. Nous avons donc besoin de tensioactifs susceptibles d'être utilisés dans ces formats. Des exemples sont les shampooings solides qui peuvent être sous forme de poudre ou de pain, les shampooings concentrés qui contiennent moins d'eau que les shampooings conventionnels, et divers nouveaux formats solides ou concentrés pour lessives.

Autre tendance, les formulateurs recherchent des tensioactifs bénéficiant d'une sorte de certification éco-organisme. Des exemples en sont Ecocert Cosmos et Ecocert Detergent, Natrue, etc. Il existe actuellement relativement peu de types de tensioactifs qui répondent aux critères de ces agences, mais la liste devrait s'allonger à mesure que de plus en plus de tensioactifs émergent qui sont soit synthétiques, mais 100% d'origine naturelle. ou sont des biosurfactants.

Une autre tendance en croissance continue est celle des nettoyants sans sulfate dans le secteur des soins personnels. Les tensioactifs en croissance continue dans cette catégorie comprennent les iséthionates, les taurates, les sulfonates d'alpha-oléfine, les glutamates et les bétaïnes, pour n'en nommer que quelques-uns.

Avant Covid, la situation globale du marché des tensioactifs en Europe était assez stable. Compte tenu de l'incertitude actuelle du marché et des conditions commerciales, pouvez-vous donner un aperçu de l'évolution du marché des tensioactifs et des prévisions de croissance dans les années à venir ?

T.Gough : Les perspectives pour les tensioactifs sont extrêmement saines. La demande pour la plupart, sinon tous les types de tensioactifs actuels, devrait augmenter, non seulement en Europe, mais dans le monde entier. De plus, la demande de tensioactifs avec des niveaux croissants de durabilité, y compris ceux qui sont sans fossiles, devrait augmenter. Les tensioactifs sans fossiles auront deux catégories ; ceux synthétisés à partir de matières premières sans fossiles et ceux fabriqués par des voies biotechnologiques. L'avenir s'annonce donc radieux pour l'industrie des tensioactifs !