Optimiser l’utilisation du liège

António Velez Marques, Helena Pereira

António Velez Marques, Carlos Manuel Silva, Helena Pereira, Rui Reis, Susana Silva, inventeurs d’une méthode d’expansion du liège

Au Portugal, une équipe de chercheurs du Groupe Amorim, le leader mondial de la fabrication et de la distribution de produits en liège, a mis au point et breveté une méthode ingénieuse consistant à accroître de manière spectaculaire le volume du liège sans utiliser aucune substance étrangère nocive. L’invention promet non seulement d’aider l'industrie séculaire du liège à prospérer dans le nouveau millénaire, mais également de soutenir une production durable et écologique. Elle garantit ainsi que les amateurs de vin continueront de profiter de leur cher bouchon en liège durant de nombreuses années encore.

Attendre patiemment

Cork

Le bruit sec du bouchon sorti du goulot d'une bonne bouteille de merlot ou de chardonnay ravit tous les connaisseurs. Il faut du temps pour faire un bon vin. Il en faut aussi pour produire le liège qui servira à fermer sa bouteille. Le liège utilisé pour fabriquer les bouchons des bouteilles de vin provient de l'écorce du chêne-liège que l'on ne peut récolter que tous les neuf à douze ans.

Au Portugal et en Espagne, les deux pays qui produisent le gros du liège mondial, les producteurs connaissent depuis longtemps les ingrédients essentiels d'une récolte parfaite : un climat sec et chaud avec des précipitations régulières et une bonne dose de patience.

Les producteurs de liège doivent au préalable attendre 25 ans avant que le tronc d'un jeune chêne-liège ne soit productif, puis environ une décennie entre les récoltes pour permettre à l'arbre de régénérer son écorce.

Un produit polyvalent

L'attente en vaut la peine. Un chêne-liège vit environ 200 ans et son écorce est, à elle seule, un composant important de nombreux produits. Bien sûr, le liège flotte sur l'eau ; il est plutôt élastique, partiellement perméable à l'air - c'est ce qui le rend idéal pour boucher les bouteilles de vin - mais c'est également un excellent matériau d'isolation non toxique, car il ne laisse pratiquement pas passer la chaleur ou le froid.

On trouve le liège dans des produits aussi divers que les semelles de chaussures, les balles de cricket et, lorsqu'il est traité avec des colles, dans les revêtements de sol. Il peut même graviter autour de la planète sous la forme d'écrans thermiques de vaisseau spatial.

Indubitablement, l'utilisation la plus connue du liège réside dans les quelque 16 milliards de bouchons de bouteille produits chaque année et vendus à l'industrie du vin dans le monde entier. Près de 80 % de l'ensemble des bouteilles de vin sont dotées de bouchons en liège, qui offrent plusieurs avantages, et non des moindres, par rapport aux capsules à vis et aux bouchons en plastique concurrents. Non seulement les bouchons en liège permettent des interactions entre l'oxygène et le vin pour un vieillissement adéquat du précieux liquide, mais leur utilisation soutient également une industrie dont la production est associée au développement durable et au respect de l'environnement.

Toutefois, les intervalles plutôt longs entre les récoltes et le nombre restreint de chênes-lièges ont imposé des limites à ce secteur. De nouvelles pressions viennent des bouchons en plastique et des capsules à vis, dont la production est moins coûteuse et qui ont réduit de 20 % la prédominance incontestée du liège sur le marché du vin.

Augmenter le volume

Cork

Dans cette « bataille pour la bouteille », les méthodes qui peuvent augmenter le rendement du liège et améliorer les propriétés expansives de son écorce ont gagné en importance. Dans ce domaine, même de petites améliorations peuvent se traduire par des résultats spectaculaires. 

Depuis le début des années 1990, une équipe de chercheurs portugais travaille à la résolution de ce problème. L'équipe est composée d'António Velez Marques (professeur à l'Institut polytechnique de Lisbonne), de Carlos Manuel Silva, de Helena Pereira (professeur à l'Université technique de Lisbonne), de Rui Reis (P.D.G. de l'Institut européen d'excellence de l'ingénierie tissulaire et de la médecine régénérative) et de Susana Silva Estima Martins (responsable du service R&D chez Corticeira Amorim).

En 1993, cette équipe de chercheurs a mis au point, puis breveté, une méthode d'expansion du liège en autoclave, une machine de stérilisation. Dans le cadre de cette méthode, le liège était exposé à de la vapeur saturée à haute pression pour augmenter son volume. Toutefois, cette procédure impliquait également l'utilisation de solvants tels que le méthanol, l'éthanol, l'acide formique, le dichlorométhane ou le chloroforme.

Après cette procédure, le liège conservait des traces de ces solvants toxiques. La toxicité résiduelle et la contrainte logistique de l'utilisation d'un autoclave ont empêché la généralisation de cette méthode dans le secteur. 

Un simple passage au micro-ondes

Les membres de l'équipe ont continué à chercher des méthodes d'expansion plus faciles, qui ne requièrent pas de produits chimiques toxiques et ne laissent pas de résidus indésirables. Par le biais de ces efforts, ils ont découvert que le liège gonflait lorsqu'il était exposé à un rayonnement micro-ondes. Les micro-ondes avaient déjà été utilisées pour nettoyer, stériliser ou décontaminer le liège, mais leur utilisation pour accroître le volume du matériau n'avait pas été étudiée.

Au moyen d'une batterie de tests, les membres de l'équipe ont élaboré un nouveau processus d'expansion qui nécessite seulement de l'eau et un rayonnement micro-ondes pour augmenter le volume du liège de 40 à 85 %. Le processus n'augmente pas seulement l'élasticité et la flottabilité du liège (ces caractéristiques mêmes qui en font un matériau très prisé), il permet également de fabriquer bien plus de produits, des bouchons de bouteille de vin en l'occurrence, à partir d'une seule récolte.

Une aubaine pour les buveurs de vin

La méthode brevetée par l'équipe portugaise convient à pratiquement tous les types de liège : le liège vierge levé directement sur les arbres, le liège qui a été réduit en poudre ou coupé en planches et même les petits copeaux de liège issus de la production des bouchons et des planches. Cela signifie que presque toutes les applications utilisant du liège profitent de meilleurs rendements et de tarifs plus compétitifs.

Ce processus est particulièrement important pour les buveurs de vin, car il réduit la densité déjà très faible du liège et garantit que le matériau présente le niveau idéal de perméation (l'interaction du vin avec l'air) pour laisser vieillir les meilleures bouteilles de vin.

Rayonnement du Portugal dans le monde entier

Innovante, cette méthode d'expansion a été brevetée en 2011 par Corticeira Amorim. Le Groupe fabrique environ 4 milliards de bouchons en liège chaque année, qu'il exporte à plus de 100 pays.

Les 3 357 employés du Groupe Amorim ont généré un chiffre d'affaires de 295 millions d'euros en 2011. Le Groupe représente 25 % du marché mondial du bouchon en liège, 5 % du marché du liège composite, 65 % du marché des revêtements de sol en liège et 80 % de l'activité d'isolation en liège.


Fonctionnement

Le liège présente une matrice cellulaire similaire à un rayon de miel. Les cellules ont des parois incurvées et flexibles qui entourent des poches remplies d'air. Si ces parois cellulaires incurvées sont redressées, le liège augmente en volume. Pour que ce redressement puisse avoir lieu, il convient d'élever la pression de l'air dans les cellules et de ramollir les parois cellulaires du liège.

La méthode d'expansion du liège inventée par l'équipe de chercheurs portugais vise un accroissement maximal du volume net en un minimum de temps, avec une consommation d'énergie la plus limitée possible. Toutefois, comme le liège est isolant, chauffer l'intérieur du matériau afin d'augmenter la pression de l'air n'est pas une mince affaire.

Ce problème est résolu par l'exposition du liège à un rayonnement micro-ondes, qui permet à la chaleur de pénétrer le liège rapidement et en profondeur, de la même manière que les fours à micro-ondes domestiques traditionnels réchauffent un repas. Comme les micro-ondes ont besoin d'humidité pour réchauffer les matériaux et que le liège contient très peu d'eau, il doit être humidifié, soit cuit dans l'eau soit cuit à la vapeur, avant d'être exposé au rayonnement. 

Les micro-ondes chauffent rapidement l'eau présente dans le liège, qui à son tour chauffe les parois cellulaires et augmente leur pression interne. Parallèlement, ce processus expulse l'eau du liège. Le résultat combiné de l'ajout d'eau, puis de l'exposition du liège à un rayonnement micro-ondes, entraîne une dissipation de l'eau et une expansion du liège jusqu'à 85 %.

Production du liège et environnement

La méthode d'expansion mise au point par l'équipe portugaise est un exemple rare d'innovation technique contribuant à la protection d'une industrie traditionnelle séculaire. La technologie soutient la survie de ce que de nombreux groupes environnementaux et de défense de la flore et de la faune considèrent comme une importante ressource écologique et durable.

La récolte du liège emploie des dizaines de milliers de personnes chaque été, la culture des forêts de chênes-lièges est donc un secteur important pour les pays producteurs. Comme les chênes-lièges ne sont pas abattus lors de la récolte, les forêts et leurs écosystèmes sont préservés, ce qui contribue à la bonne santé de l'environnement, à la protection du précieux habitat de nombreuses espèces animales et à la lutte contre la désertification.

Les chênes-lièges consomment trois à cinq fois plus de gaz carbonique que la normale lorsqu'ils régénèrent leur écorce, ce qui participe ainsi à la réduction des gaz à effet de serre responsables du changement climatique.

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