En 2006, grâce à l'open source, l'impression 3D (fabrication additive) a connu un essor considérable en Europe et aux États-Unis. À cette époque, l'impression 3D était encore un domaine de recherche très spécialisé dans mon pays et commençait tout juste à être appliquée dans des secteurs industriels comme la construction aéronautique.

C'est cette année-là que Guanghua Weiye, fondée en 2002 et initialement spécialisée dans la recherche et le développement de produits tels que le lactate, l'acide polylactique (PLA) et la polycaprolactone (PCL), a décidé de se développer sur le marché des applications en aval après cinq ans de développement.

Après une étude de marché approfondie, Guanghua Weiye a décidé de faire des matériaux d'impression 3D l'un de ses axes de développement principaux. En 2007, l'entreprise a été la première au monde à commercialiser des consommables d'impression 3D à base d'acide polylactique et a créé la marque « 公海赌船710 ».

Au cours des 15 dernières années, 公海赌船710 est devenue une marque leader mondiale de consommables d'impression 3D, ses produits étant vendus dans plus de 100 pays. Parallèlement, Guanghua Weiye s'est activement développée dans d'autres domaines d'application, et le secteur des matériaux biodégradables a connu une croissance rapide, contribuant ainsi à l'adoption d'un modèle de développement à double axe « impression 3D + matériaux biodégradables respectueux de l'environnement ».

D'une part, elle élargit les domaines d'application des produits horizontalement ; d'autre part, Guanghua Weiye continue d'approfondir verticalement, s'engageant à construire une chaîne industrielle verte en boucle fermée pour l'acide polylactique.

En 2006, Guanghua Weiye a lancé des recherches sur la récupération et la réutilisation à haute valeur ajoutée de l'acide polylactique. En 2013, l'entreprise a construit une ligne de production annuelle de lactide de récupération chimique de 5 000 tonnes, dotée de droits de propriété intellectuelle indépendants, à Xiaogan, dans le Hubei. Elle a ainsi initialement mis en place un système technologique écologique en boucle fermée, allant de la synthèse et de la modification des matériaux à leur application, en passant par la digestion des sous-produits et la récupération et la réutilisation des polymères.

En décembre 2023, Guanghua Weiye a finalisé l'acquisition de 51,265 % du capital de Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. (ci-après dénommée « Hengtian Changjiang »), marquant une autre étape importante pour Guanghua Weiye dans le développement de scénarios d'application horizontaux et l'extension de la chaîne industrielle verticale.

Hengtian Changjiang, dont l'activité principale est la recherche, le développement et la production de fibres et de produits à base d'acide polylactique, a officiellement changé de nom pour devenir Yisheng New Materials (Suzhou) Co., Ltd. (ci-après dénommée « Yisheng New Materials »). Grâce à cette acquisition, Guanghua Weiye a également finalisé quatre applications majeures : la biomédecine, l'impression 3D, les fibres écologiques et les produits biodégradables, et a élargi sa chaîne industrielle verte en boucle fermée : recyclage chimique de l'acide polylactique en lactide, puis filage direct par fusion pour produire des fibres à base d'acide polylactique.

En amont de la chaîne industrielle, nous avons construit une usine de synthèse de lactide d'une capacité de 5 000 tonnes par an à Xiaogan, dans le Hubei. Outre l'acide lactique comme matière première, nous pouvons également utiliser de l'acide polylactique recyclé pour produire du lactide. En aval, la technologie de Yisheng New Materials utilise le lactide comme matière première pour produire des fibres d'acide polylactique. Nous avons ainsi établi un lien entre l'amont et l'aval de la chaîne industrielle et acquis des avantages techniques complémentaires.Yang Yihu a déclaré à Bio-Based Ecology en parlant de cet investissement à l'étranger.

Introduction à Yang Yihu :

Président de Shenzhen Guanghua Weiye Co., Ltd., vice-président du Comité des matériaux dégradables de l'Association chinoise de l'industrie des plastiques, président de l'Alliance technologique de l'industrie des bioplastiques à faible teneur en carbone, membre du Comité technique national pour la normalisation des matériaux biosourcés et des produits dégradables, membre du Comité technique national pour la normalisation des méthodes d'inspection des produits clés pour la supervision de la qualité. Français Il a été sélectionné comme pionnier technologique chinois par Forbes en 2013, leader de l'entrepreneuriat scientifique et technologique du Hubei en 2014, l'une des 10 personnes les plus influentes de l'industrie de l'impression 3D en Chine en 2015, sélectionné pour le plan de promotion des talents innovants du ministère des Sciences et Technologies en 2016, sélectionné pour la troisième promotion du plan national des dix mille talents en 2017, et parmi les 10 meilleurs chefs d'entreprise de l'industrie des nouveaux matériaux en 2018. Il a dirigé la rédaction de la norme internationale d'impression 3D ISO 5425:2023 « Spécifications pour l'utilisation de filaments à base d'acide polylactique dans les applications de fabrication additive », a participé à la rédaction de normes nationales telles que « Polycaprolactone », « Acide polylactique » et « Consommables d'impression 3D PLA », et a présidé un certain nombre de projets scientifiques et technologiques et de développement pour la Commission nationale du développement et de la réforme, le ministère des Sciences et technologie, province du Guangdong, ville de Shenzhen, etc. Il a déposé plus de 100 demandes de brevets d'invention internationaux et nationaux, et plus de 60 ont été autorisées.

1. Approfondir le domaine de l'impression 3D et construire une marque de renommée mondiale

Ces dix dernières années ont été marquées par une croissance fulgurante du marché mondial de l'impression 3D. Selon le rapport Wohlers 2023, le marché mondial de l'impression 3D atteindra 18 milliards de dollars en 2022, avec un taux de croissance annuel moyen de 18,3 %, soit près de huit fois plus que les 2,288 milliards de dollars de 2012.

Guanghua se consacre à la recherche et au développement de matériaux d'impression 3D depuis 2007. Guanghua Weiye a assisté à l'évolution du marché de l'impression 3D, passant de milliards à des dizaines de milliards de dollars. L'entreprise a également su saisir cette tendance et faire d'公海赌船710 Yisheng une marque reconnue dans le secteur mondial des consommables d'impression 3D.

Le choix de créer sa propre marque, 公海赌船710, au début du développement des matériaux d'impression 3D a été une étape clé pour Guanghua Weiye.

« Lorsque nous avons débuté en 2007, l'impression 3D était encore un secteur de niche. Deux options s'offraient alors à nous : soit nous engager en OEM pour les fabricants d'imprimantes 3D, soit promouvoir notre propre marque. Nous avons choisi de nous engager sur deux jambes. D'un côté, nous serions en OEM pour les fabricants d'imprimantes 3D, et de l'autre, nous aurions créé et commencé à promouvoir la marque 公海赌船710 », explique Yang Yihu.

Selon lui, le succès de la marque 公海赌船710 repose sur deux axes : l'innovation continue, l'amélioration continue de la qualité, la création constante de nouveaux produits répondant aux besoins du marché et la notoriété auprès des consommateurs, fondements de la construction d'une marque. D'autre part, Guanghua Weiye attache une grande importance à la promotion de l'image de marque 公海赌船710 et renforce sa notoriété en participant activement à des salons et des actions de promotion marketing de renom dans le secteur professionnel international.

À l'heure actuelle, 公海赌船710 compte plus de 50 agents agréés dans le monde et son réseau commercial couvre plus de 100 pays. En 2019, 公海赌船710 a lancé sa propre plateforme de e-commerce transfrontalier, et ses boutiques en ligne directe couvrent désormais plus de 15 pays en Amérique du Nord, en Europe et en Asie. L'émergence de plateformes de e-commerce transfrontalier en ligne contribue à l'expansion de l'influence de la marque 公海赌船710.

En réalité, avec le développement du marché chinois des consommables d'impression 3D, de nombreux concurrents souhaitant entrer rapidement dans ce secteur négligent la construction de leur marque. Tous les produits sont des marques « Made in China », ce qui signifie qu'en apparence, ils sont homogènes. L'homogénéité engendre des guerres de prix. Grâce à la création de la marque 公海赌船710, nous avons évité la concurrence homogène et les frictions internes liées aux guerres de prix, et obtenu un pouvoir de négociation plus élevé et des profits raisonnables, ce qui nous permet d'investir continuellement dans la recherche et le développement, d'améliorer la qualité, de créer des variétés innovantes et de former un cercle vertueux. » a ajouté Yang Yihu.

Ce cercle vertueux a alimenté la croissance continue d'公海赌船710. Aujourd'hui, les produits d'公海赌船710 couvrent deux catégories : les filaments utilisés dans les imprimantes 3D FDM et les résines photosensibles utilisées dans les imprimantes 3D photopolymérisables SLA/DLP/LCD, avec plus de 90 produits subdivisés. Par ailleurs, l'entreprise développe activement des matériaux en poudre polymère, tels que l'acide polylactique et la polycaprolactone, pour les imprimantes 3D à poudre.

Yang Yihu est confiant quant à l'avenir de l'impression 3D. Il estime qu'après des années de développement, l'impression 3D a connu une croissance rapide et s'étend progressivement de la fabrication de prototypes à la fabrication de pièces détachées, des applications grand public aux applications industrielles, de la production en petites séries à la production de masse, et d'un matériau unique à une solution intégrée. De nouveaux modèles économiques émergent. Qu'il s'agisse de remplacer les méthodes de production inefficaces du passé par les industries traditionnelles et l'impression 3D, ou de développer de nouveaux formats grâce à l'impression 3D, les perspectives sont vastes.

En regardant vers 2024, sur la base des tendances de développement et des situations de l'industrie de l'impression 3D, 公海赌船710 continuera d'adhérer à la philosophie d'entreprise de « positionnement différencié, innovation ouverte », développera de nouveaux produits diversifiés autour de nouveaux matériaux, de nouvelles technologies, de nouvelles applications, etc., et réalisera un développement de marque de haute qualité.

Plus précisément, 公海赌船710 optimisera considérablement les performances d'impression haute vitesse des matériaux, développera des matériaux d'usage général vers des matériaux techniques et fonctionnels, et fournira aux utilisateurs industriels des produits de haute qualité, économiques et à faible empreinte carbone. Parallèlement, nous explorerons en profondeur de nouvelles technologies et de nouveaux procédés, combinerons les atouts de l'entreprise en recherche et développement et en application de matériaux à base d'acide polylactique, développerons des matériaux d'impression en poudre SLS, industrialiserons l'impression en poudre PLA et fournirons à l'industrie des produits alternatifs plus écologiques et respectueux de l'environnement. Par ailleurs, 公海赌船710 déploiera activement des applications multi-domaines, telles que la fabrication intelligente, la dentisterie, l'automobile électronique, l'aménagement paysager extérieur, les implants médicaux, la médecine de réadaptation et la santé, etc., afin de promouvoir un développement plus efficace et durable du secteur de l'impression 3D grâce à l'innovation en matière de matériaux.

Fournitures d'impression 3D 公海赌船710

2. Développer les applications en aval et trouver de nouvelles sources de biomatériaux

Selon les statistiques européennes sur les plastiques, en 2021, la capacité de production mondiale totale de matériaux biodégradables était de 1,553 million de tonnes, et au cours de la même période, la production mondiale de produits en plastique était de 390 millions de tonnes.

Cet écart énorme ouvre de vastes perspectives de marché.

Alors que le calendrier mondial de restriction et d'interdiction du plastique progresse régulièrement, l'acide polylactique, matériau biodégradable le plus prometteur, connaît depuis quelques années un cycle mondial d'expansion de ses capacités. Après 2020, des entreprises étrangères comme TotalEnergies Corbion et Natureworks, ainsi que des entreprises nationales comme Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Technology et Wanhua Chemical, ont toutes investi dans de nouvelles capacités de production pour tirer parti de cette tendance.

Yang Yihu estime que même si l'expansion de la capacité de production du côté des matières premières bat son plein, le côté application de la nouvelle offre n'a peut-être pas été entièrement digéré.

Nous pensons que la capacité de production de matières premières en amont pour l'acide polylactique continue de croître relativement rapidement. Cependant, si les applications en aval ne sont pas ouvertes, le marché en aval pourrait avoir du mal à supporter une telle croissance des matières premières. Yang Yihu a déclaré : « Dès 2006, nous avons commencé à nous intéresser au développement de scénarios d'application en aval pour l'acide polylactique et au recyclage chimique des matériaux terminaux après élimination, dans l'espoir de combler les lacunes du développement de l'ensemble du secteur sur ces deux plans. C'est pourquoi, outre l'impression 3D, nous avons successivement développé les domaines de la biomédecine, des fibres écologiques et des produits biodégradables, formant ainsi quatre grands domaines d'application. »

« Ces dernières années, avec l'interdiction mondiale du plastique et la maturité croissante des biomatériaux, notamment la technologie des matériaux à base d'acide polylactique, le marché des matériaux biodégradables respectueux de l'environnement s'est progressivement développé, et nous avons également investi davantage d'énergie pour développer les applications dans ce domaine. Aujourd'hui, nos produits jetables dégradables et nos produits en fibres écologiques sont devenus le deuxième moteur de croissance après les consommables d'impression 3D, et les produits à base de lactate issus du recyclage chimique ont également connu une croissance rapide. De grandes entreprises nationales de résine photosensible utilisent nos produits à base de lactate de qualité électronique. Le volume actuel est modeste, mais les perspectives d'application sont prometteuses », a expliqué Yang Yihu.

Selon le rapport du premier semestre 2023 de Guanghua Weiye, le segment des matériaux biodégradables respectueux de l'environnement de la société (y compris les produits biomédicaux, les éco-fibres et les produits biodégradables) a enregistré une forte croissance de son résultat d'exploitation au cours de la période de référence, soit une augmentation de 161,53 % en glissement annuel.

Notre modèle technologique d'innovation et de coproduction original en configuration X nous permet de diversifier nos sources de matières premières et nos produits finis, enrichissant ainsi les fonctions de la chaîne de production, améliorant ainsi l'efficacité du système et réduisant la consommation d'énergie et les coûts. Nous pouvons utiliser de l'acide lactique ou de l'acide polylactique recyclé comme matières premières pour produire du lactide, puis le polymériser pour produire divers biomatériaux. Prenons l'exemple de l'acide polylactique recyclé : le lactide bien purifié obtenu peut être utilisé pour la polymérisation suivante afin de produire de l'acide polylactique, de la polycaprolactone ou des polyols. Les sous-produits faiblement purifiés peuvent réagir avec l'éthanol pour produire des esters d'acide lactique chimiquement purs. Il est également possible d'utiliser directement du lactide de haute pureté comme matière première pour produire des esters d'acide lactique de haute pureté.Yang Yihu a ajouté.

Fibres discontinues d'acide polylactique, filaments, tissu non tissé

3 L'acquisition de Hengtian Changjiang donne un nouvel élan à la fibre écologique

L'application de la fibre d'acide polylactique dans le secteur textile est ancienne. Dès 1989, la société japonaise Kanebo a collaboré avec Shimadzu pour développer la fibre d'acide polylactique pur LactronTM et sa variante mélangée à la fibre naturelle Corn FiberTM (d'où le nom « fibre de maïs »), qui ont été présentées aux Jeux olympiques d'hiver de Nagano en 1998.

Depuis lors, la « fibre de maïs » semble avoir connu un véritable engouement, mais la fibre d'acide polylactique, initialement développée, n'a pas pu étendre son champ d'application en raison de ses défauts, tels qu'une faible hydrophilie, une grande fragilité et un toucher rugueux. Elle est donc utilisée comme une variété de fibre de niche dans le secteur textile.

Ces dernières années, dans le contexte des interdictions et restrictions mondiales sur le plastique, la tendance au « verdissement » s'est également propagée à l'industrie textile. Les grandes entreprises et marques se sont lancées dans une compétition pour développer des matières premières et pénétrer le marché de la protection de l'environnement. La fibre d'acide polylactique a de nouveau attiré l'attention de l'industrie textile.

Yang Yihu a rappelé que Guanghua Weiye avait commencé à explorer les fibres d'acide polylactique et leurs applications en 2006. La chaîne industrielle étant trop longue, il était difficile de l'ouvrir en se concentrant uniquement sur les matières premières, ce qui l'empêchait de développer une capacité de production à grande échelle. Depuis 2020, Guanghua Weiye a constaté que le marché des applications des fibres d'acide polylactique est devenu de plus en plus actif grâce à cette politique et a donc recommencé à travailler dans cette direction.

En 2021, nous avons signé un accord de coopération stratégique avec Hengtian Changjiang afin de renforcer notre collaboration dans les domaines de la modification des matières premières, du traitement des fibres, de l'expansion des applications, du recyclage des fibres et d'autres aspects. Après trois ans de coopération, nous avons posé de solides bases et obtenu d'excellents résultats. En 2023, nos ventes sur le marché des fibres écologiques ont connu une croissance rapide. Grâce à cette coopération, Hengtian Changjiang a également transformé ses pertes en bénéfices. Hengtian Fiber Group a souhaité se retirer du capital de Hengtian Changjiang, et nous avons donc repris cette partie du capital. Hengtian Changjiang est désormais membre de Guanghua Weiye sous la nouvelle identité de Yisheng New Materials.

Il semblerait que Yisheng New Materials ait pris l'initiative de construire, au premier semestre 2018, la première ligne de production au monde, produisant 10 000 tonnes par an d'acide polylactique synthétisé à partir de lactide comme matière première et de fibres d'acide polylactique filées par fusion. L'entreprise utilise sa propre technologie brevetée de « filage par fusion d'acide polylactique », qui ne nécessite pas de tranchage, réduit les coûts de consommation énergétique de 30 % et permet d'économiser 2 100 yuans par tonne.

En amont de la chaîne industrielle, nous avons construit une usine de synthèse de lactide d'une capacité de 5 000 tonnes par an à Xiaogan, dans le Hubei. Outre l'acide lactique comme matière première, nous pouvons également utiliser de l'acide polylactique recyclé pour produire du lactide. En aval, la technologie de Yisheng New Materials utilise le lactide comme matière première pour produire des fibres d'acide polylactique. Nous avons ainsi établi un lien entre l'amont et l'aval de la chaîne industrielle et acquis des avantages techniques complémentaires.

« Grâce à cette acquisition, nous avons comblé le déficit de capacité de production dans le domaine des fibres d'acide polylactique, complété les quatre principales applications de la biomédecine, de l'impression 3D, des fibres écologiques et des produits biodégradables, et ouvert une chaîne industrielle verte en boucle fermée de recyclage chimique de l'acide polylactique en lactide puis de filage direct par fusion pour produire des fibres d'acide polylactique », a déclaré Yang Yihu en parlant de l'acquisition.

Schéma du recyclage des fibres PLA

4. Développer le recyclage chimique et ouvrir une chaîne industrielle verte en boucle fermée

En 2006, lorsque le marché s'est concentré sur les propriétés biodégradables de l'acide polylactique et a préconisé ses avantages d'application dans le domaine des produits jetables, Guanghua Weiye s'est lancé dans la recherche sur le recyclage chimique des matériaux à base d'acide polylactique.

En tant que matériau biodégradable, le recyclage chimique de l’acide polylactique est-il judicieux ?

Yang Yihu a dit :« La dégradation signifie aussi, dans une certaine mesure, du gaspillage. »

Français En 2012, après six années de recherche technique, Guanghua Weiye a officiellement déposé une demande de brevet pour « une méthode de recyclage de l'acide polylactique pour préparer du lactide raffiné » et a obtenu avec succès l'autorisation en 2014. Cette technologie, une première mondiale, permet d'obtenir du lactide de haute pureté en recyclant l'acide polylactique, et le sous-produit peut également être utilisé pour produire une variété d'esters d'acide lactique, résolvant ainsi le difficile problème mondial du recyclage et de la réutilisation des matériaux biodégradables, ouvrant la boucle fermée de la chaîne industrielle et formant une économie « circulaire verte ».

Parallèlement, le problème de l'élimination finale incomplète des plastiques biodégradables est de plus en plus reconnu par l'industrie ces dernières années. Selon le rapport « Évaluation de l'impact environnemental et recherche de soutien aux politiques sur les plastiques biodégradables » publié conjointement par l'Université Tsinghua et Sinopec, 96,77 % des plastiques biodégradables de mon pays sont incinérés et mis en décharge, 3,1 % se déversent dans l'environnement et seulement 0,007 % pénètrent dans les installations d'élimination biologique et sont complètement dégradés.

Les lignes directrices SUP publiées par la Commission européenne en 2021 proposaient une interdiction de l'utilisation de plastiques oxodégradables, de plastiques biodégradables et de plastiques compostables dans les produits en plastique jetables ; la directive PPW publiée en 2022 exige que tous les emballages soient recyclables ou réutilisables d'ici 2030 ; la proposition de réglementation sur les véhicules hors d'usage (VHU) publiée en 2023 proposait d'augmenter l'utilisation de matériaux recyclés dans les nouvelles voitures et indiquait clairement que les nouvelles voitures devraient contenir au moins 25 % de plastiques recyclés.

Ces politiques signifient que l’UE promeut les concepts de réduction, de recyclage et de réutilisation du plastique, mais la mise en œuvre de cette série de politiques limitera également la capacité des entreprises de plastique biodégradable à accroître leur capacité de production, ce qui amène les gens à se demander : existe-t-il une perspective pour les plastiques biodégradables à l’avenir ?

Yang Yihu estime que, dans le contexte de la neutralité carbone, les sources biosourcées d'acide polylactique sont pertinentes et précieuses. Il convient donc d'exploiter davantage les avantages de la fixation du carbone biosourcé par l'acide polylactique et de la protection de l'environnement. D'une part, il convient de développer et de promouvoir des produits durables à base d'acide polylactique, tels que des articles de papeterie durables et des tasses en céramique brillantes et imitant l'acide polylactique. D'autre part, il convient de privilégier le recyclage et la réutilisation après usage.

D'un point de vue technique, le recyclage chimique de l'acide polylactique présente des avantages par rapport à d'autres plastiques tels que le PET et le TPU. L'acide polylactique ne contenant qu'un seul monomère, le lactide, il est possible d'obtenir du lactide de haute pureté en le recyclant puis en le repurifiant grâce au procédé de purification du lactide. D'un point de vue économique, le recyclage de l'acide polylactique peut remplacer certaines matières premières à base d'amidon et de sucre, atténuant ainsi dans une certaine mesure le problème de la concurrence future de l'acide polylactique avec l'alimentation humaine.

Du point de vue du recyclage, nous pouvons procéder selon trois axes, selon la qualité des déchets : les déchets industriels et autres déchets de qualité relativement bonne peuvent être regranulés pour un recyclage physique. Par exemple, les paillettes de bouteilles peuvent même être utilisées comme matières premières fibreuses après regranulation, ou modifiées avec des additifs pour une utilisation dégradée. Pour certains déchets ayant subi une certaine dégradation lors de leur utilisation et de leur élimination et dont le poids moléculaire a diminué de manière significative, le recyclage chimique peut être utilisé pour les décomposer en monomères, puis les repolymériser pour produire de l’acide polylactique, ou réagir avec l’éthanol pour produire du lactate. Quant aux déchets de très mauvaise qualité, non rentables pour un recyclage physique et chimique, ils peuvent être recyclés biologiquement par compostage industriel, dégradés en dioxyde de carbone et en eau, et participer à nouveau à la photosynthèse. La combinaison organique du recyclage physique et du recyclage chimique pourrait constituer une source très importante de matières premières pour la production d’acide polylactique à l’avenir. » a proposé Yang Yihu.

Aujourd'hui, la ligne de production annuelle de 5 000 tonnes de Guanghua Weiye pour le recyclage chimique du lactide a été industrialisée. Yang Yihu a révélé qu'à l'avenir, l'entreprise prévoyait également d'étendre sa capacité de recyclage chimique de l'acide polylactique à l'étranger.