Une mode à faible impact avec une alternative de teinture à base de lumière naturelle pour les blue jeans

Katrine Qvortrup | Carsten Dam-Hansen

Le blue denim, une industrie d’un milliard de dollars, est actuellement teint avec de l’indigo selon un processus nuisible à l’environnement qui nécessite des produits chimiques agressifs menaçant la biodiversité, les ressources en eau et les moyens de subsistance de la population locale. Les chercheurs proposent une nouvelle méthode de coloration à base de lumière qui élimine complètement les produits chimiques nocifs.

L’indigo sur l’indigo

La teinture des textiles est l’une des industries les plus intensives en produits chimiques au monde. Elle génère de grandes quantités d’eaux usées aux couleurs intenses qui contiennent une gamme variée de polluants persistants. La production et l’utilisation de l’indigo, le seul colorant connu à l’origine de l’aspect bleu emblématique du denim, y contribuent largement.

Une équipe de chercheurs de DTU Electro et DTU Chemistry adopte une approche innovante. Au lieu de faire ce que d’autres acteurs de l’industrie ont fait – chercher des alternatives à l’indigo, à la réduction de l’indigo ou à la production d’indigo – ils se concentrent sur l’indican, le précurseur naturel de l’indigo.

L’indican est un précurseur de teinture prometteur car il peut être converti en indigo par un traitement doux, ce qui permet d’obtenir exactement le même produit chimique que celui utilisé actuellement, c’est-à-dire que les propriétés esthétiques et fonctionnelles du fil teint sont préservées.

L’équipe s’appuie sur sa découverte inédite et révolutionnaire, à savoir que les textiles peuvent être teints avec de l’indican en utilisant uniquement de la lumière. Leurs calculs économiques et environnementaux montrent que ces nouvelles technologies ont le potentiel de réduire les impacts de la teinture d’un ordre de grandeur, tout en conférant un coût supplémentaire d’une paire de jeans de moins de 1€.

Les spécificités

Le projet vise à faire évoluer la technologie de teinture du denim par la lumière à base d’indican et à développer des technologies pour la teinture industrielle du denim par la lumière, pour aboutir à la production d’un échantillon test de fil teint à l’indican à l’échelle pilote. Plus précisément, il s’agira de

• Optimiser le processus de teinture pour qu’il soit techniquement réalisable et économiquement viable à l’échelle industrielle
• Développer un système de teinture évolutif avec une mesure continue in situ de la concentration d’indican et des déchets d’indigo, ainsi que de la couleur du fil.

L’équipe vise à accélérer la commercialisation de l’indican en tant que colorant indigo à faible impact et économiquement réalisable, dans le but de permettre une teinture de denim bleu économiquement compétitive et socialement acceptable au niveau mondial.

L’équipe vise à accélérer la commercialisation de l’indican en tant que colorant indigo à faible impact et économiquement viable, dans le but de permettre une teinture de denim bleu économiquement compétitive, respectueuse de l’environnement et socialement acceptable à l’échelle mondiale.

Le cœur de l’approche scientifique est un effort interdisciplinaire impliquant la photochimie, l’ingénierie optique et l’ingénierie des procédés.

l’ingénierie optique et l’ingénierie des procédés, étroitement régi par un dialogue continu et dynamique entre les résultats techniques et les évaluations de la durabilité.

entre les résultats techniques et les évaluations de la durabilité.

En accélérant la commercialisation de l’indican, le Danemark prendra une longueur d’avance sur le marché mondial du denim, qui devrait atteindre 87,4 milliards d’euros d’ici 2027.

L’impact

L’industrie textile contribue largement à la pollution mondiale, représentant jusqu’à 20 % de la pollution mondiale de l’eau et 10 % des émissions mondiales de carbone.

Le marché du denim est un acteur majeur de l’industrie textile. En accélérant la commercialisation de l’indican, le Danemark prendra une longueur d’avance sur le marché du denim, qui devrait atteindre 87,4 milliards d’euros d’ici à 2027.

En 2020, l’indigo représentera 50 à 70 % de tous les colorants utilisés dans l’industrie du denim. Selon le processus de production de l’indigo et le processus de teinture, 5 à 25 % des produits chimiques nocifs aboutissent dans les eaux usées.

En éliminant 100 % des produits chimiques nocifs et en réduisant la consommation d’eau et d’énergie de plus de 50 %, notre processus à faible impact ouvre la voie à l’élimination de la pollution liée à la teinture du denim bleu, y compris la pollution provenant de la production de colorants en amont et du processus de teinture lui-même. Cela permettrait de relever certains des défis sociétaux les plus urgents, tels que le changement climatique, les émissions de CO2 et la perte de biodiversité. En outre, notre technologie peut améliorer la santé et le bien-être des travailleurs de l’industrie du denim, car ils ne seraient plus exposés à des produits chimiques dangereux.

En résumé, la mise au point d’un procédé à faible impact pour la teinture du denim bleu aura un impact économique et sociétal important.

économique et sociétal. En réduisant les coûts, en stimulant la compétitivité et en relevant des défis sociétaux majeurs, notre technologie a le potentiel de transformer l’industrie du denim et d’ouvrir la voie à un avenir plus durable. En soutenant cette innovation qui change la donne, les fabricants danois de textiles deviendraient les pionniers de la production de denim à faible impact, ce qui ferait une réelle différence dans le monde.

Les conséquences de l’indigo

La production mondiale d’indigo est d’environ 70 000 tonnes par an, ce qui permet de produire environ quatre milliards d’articles en denim. Le marché du denim est appelé à augmenter, ce qui fait de l’indigo l’un des produits chimiques industriels les plus importants au monde. La valeur du marché mondial de l’indigo est estimée à 1,2 milliard d’euros en 2020 et à 1,6 milliard d’euros en 2028.

Ce marché important a une empreinte environnementale significative, avec notamment 500 000 tonnes d’émissions d’équivalent CO2 par an, en partie dues à la synthèse chimique de l’indigo à partir de produits pétrochimiques, et en partie aux conditions alcalines et réductrices requises pour la teinture en cuve de l’indigo.

La synthèse de l’indigo fait appel à des produits chimiques dangereux tels que le formaldéhyde, le cyanure d’hydrogène et le sodamide, et dépend de l’aniline, un composé toxique dérivé du benzène ; des résidus d’aniline et de N-méthylaniline restent piégés dans les granules d’indigo et sont libérés lors de la teinture.

Le processus de teinture en cuve consomme également de grandes quantités de produits chimiques agressifs générant des eaux usées corrosives et toxiques, ce qui présente un risque de fuite important.

La pollution des rivières et des terres agricoles entourant les centres de teinture du monde entier constitue une menace pour la biodiversité, les ressources en eau et les moyens de subsistance de la population locale.

Plusieurs recherches et innovations visent à remplacer le colorant indigo et le processus de teinture par des alternatives écologiquement intéressantes, mais les aspects économiques et sociaux de la durabilité sont souvent négligés, ce qui se traduit par une mise en œuvre médiocre.

Leur équipe a démontré que l’indican peut être produit à un prix de matières premières de 12 €/kg maximum, avec une réduction d’au moins 50 % de l’impact environnemental par rapport à la production d’indigo conventionnelle. En utilisant leur nouvelle méthode de teinture du denim à l’indican sous l’effet de la lumière, l’hypothèse est la suivante : l’indican peut teindre photolytiquement le denim :

L’indican peut teindre le denim par photolyse sans augmenter les coûts du processus, avec une réduction d’au moins 73 % de l’impact environnemental et des économies supplémentaires grâce à la réduction du besoin de traitement des eaux usées, par rapport à la teinture à l’indigo conventionnelle.

Source : DTU electro