Les fabricants canadiens de brosses collaborent avec des universités pour faire progresser la recherche sur les matériaux à poils biodégradables

Dans le but de répondre à la pression mondiale en faveur du développement durable et de réduire la dépendance aux plastiques non biodégradables, les principaux fabricants de brosses du Canada ont récemment forgé des partenariats avec les meilleures universités pour lancer la recherche sur les matériaux de poils biodégradables. Cette collaboration, réunissant des entreprises comme Toronto Brush Works et Vancouver Bristle Tech ainsi que des institutions universitaires dont l'Université de Toronto et l'Université de la Colombie-Britannique, vise à développer des alternatives écologiques qui correspondent aux performances des poils synthétiques traditionnels tout en minimisant l'impact environnemental.

Cette initiative intervient dans un contexte de demande croissante des consommateurs pour des produits de beauté et ménagers durables, avec un rapport de 2023 de l'Institut canadien de la consommation durable notant une augmentation de 42 % d'une année sur l'autre des recherches de « brosses sans plastique » en Amérique du Nord. Les poils des brosses traditionnelles, souvent fabriqués à partir de nylon ou de polyester, peuvent mettre des siècles à se décomposer, contribuant ainsi à la mise en décharge des déchets et à la pollution par les microplastiques. Les alternatives biodégradables se heurtent cependant à des obstacles : équilibrer la durabilité, la flexibilité et le coût avec la compostabilité a longtemps entravé les progrès de l'industrie.

L’identification de matières premières viables est au cœur de la recherche. Les équipes explorent les fibres végétales (telles que la bagasse de chanvre, de bambou et de canne à sucre), le mycélium (réseaux fongiques) et les sous-produits agricoles (comme la paille de blé et les balles de maïs). «Nous nous concentrons sur des matériaux d'origine locale afin de réduire l'empreinte carbone», explique Elena Marquez, chercheuse principale au Materials Science Lab de l'Université de Toronto. "Par exemple, les fibres de chanvre, abondantes dans les provinces des Prairies canadiennes, sont prometteuses en raison de leur résistance naturelle. Nous testons actuellement comment les traiter pour imiter l'élasticité des poils synthétiques."

Un défi majeur consiste à garantir la biodégradabilité sans sacrifier la fonctionnalité. « Les consommateurs ne passeront pas aux brosses écologiques si elles perdent leur forme ou se déforment après quelques utilisations », explique Michael Chen, directeur R&D chez Vancouver Bristle Tech. Pour résoudre ce problème, les chercheurs utilisent des protocoles de test avancés : ASTM D5511 pour la compostabilité (mesurant 90 % de dégradation en 180 jours) et ISO 12945-2 pour les performances des poils (évaluant la rigidité, la résilience et la rétention d'eau). Les premiers prototypes utilisant un mélange de fibres de mycélium et de lin répondent à 85 % des normes de durabilité des poils synthétiques, avec des ajustements continus pour améliorer la résistance à l'usure.

Le modèle université-industrie s’avère essentiel pour une innovation rapide. « Les universités apportent des équipements spécialisés – comme nos microscopes électroniques à balayage pour analyser la structure des fibres – et une rigueur académique, tandis que les fabricants fournissent des informations concrètes sur l’évolutivité de la production », note le Dr James Wilson du programme de fabrication durable de l’Université de la Colombie-Britannique. Des lignes de production pilotes sont déjà en cours de test, et il est prévu de lancer la première ligne commerciale de poils biodégradables d’ici fin 2024, ciblant les marchés de la beauté, du nettoyage domestique et des brosses industrielles.

Au-delà des avantages environnementaux, la recherche est sur le point de renforcer la position du Canada dans le secteur mondial des matériaux durables. « Les lois strictes de la REP (responsabilité étendue du producteur) en Europe et les interdictions du plastique en Californie stimulent la demande de produits conformes », déclare Sarah Liu, responsable du développement durable chez Toronto Brush Works. « En étant leader dans la technologie des poils biodégradables, nous ne nous contentons pas de respecter les réglementations : nous créons un avantage concurrentiel sur le marché mondial des brosses écologiques de 2,3 milliards de dollars. »

Alors que la collaboration entre dans sa deuxième année, l’accent reste mis sur son élargissement. « La prochaine phase consistera à optimiser les processus de fabrication pour maintenir les coûts à moins de 15 % de ceux des poils synthétiques », ajoute Chen. Face à la pression croissante des consommateurs et des réglementations, ce partenariat marque un changement : l’innovation durable dans la fabrication de brosses n’est plus une option : c’est l’avenir.