Mycomatériaux: Panneaux de traitements acoustiques écosourcés

Isoler avec les mycomatériaux semble une merveilleuse occasion de financer la dépollution par la consommation

Détails du projet

  • Structure porteuse : Mycelium Remedium Mycotechnologies
  • Nature de l'initiative : Projet multiacteur et recherche-action
  • Périmètre : 14
  • Localisation : 1401 Legendre Ouest,Montréal, H4N 2R9
  • Date de début : septembre 2019

Stratégies de circularité

  • Consommation responsable
  • Écologie industrielle
  • Écoconception
  • Approvisonnement & consommation responsable
  • Valorisation
  • Entretien et réparation
  • Économie de fonctionnalité
  • Recyclage et compostage
  • Optimisation des opérations
  • Économie collaborative
  • Location
  • Don et revente
  • Reconditionnement
  • Toutes les stratégies
Description

Mycélium Remédium Mycotechnologies (MRM) oeuvre à déployer le pouvoir regénérateur des champignons. Un de ses secteur d'activité est la recherche et développement entourant la production de mycomatériaux en tant que technologie de gestion des matières résiduelles. Les matériaux polymérisés issus de la culture de champignons se positionnent au carrefour de deux axes interventions environnementales d'intérêts ; 1) la substitution écoresponsables et polyvalentes à des matériaux isolants conventionnels (isolants thermiques, acoustiques ou pour les transports) problématiques pour la santé comme pour l'environnement (par exemple les stiromousse, laine de roche ou l'ensemble des produits de constructions émettant des formaldéhydes); 2) la revalorisation de résidus organiques  abondants (agro-alimentaires, textiles, de la construction-rénovation-démolition) et encapsulation de résidus écotoxiques (styromousse, textile, absorbants souillés)

En effet, ces mycomatériaux consistent en la production de matériaux biosourcés à partir de la racine des champignons (mycélium)  qui polymérise et agglomère la matière organique à travers du déploiement de son être filamenteux. Nous abordons ce processus biologique naturel avec la volonté qu'il soit ingénieusement détourné par notre savoir-faire afin de permettre de financer une dépollution bien nécessaire par l'entremise de société de consommation. Plusieurs projets de recherches sont en cours, avec comme point commun la volonté d'indentfiier les meilleurs combinaisons de souches fongiques et de gisement de résidus en vue de qualités d'usages ciblés pour des matériaux utiles. L'objectif est d'établir un procédé de fabrication abordable pour lequel un approvisionnement en matières organiques peut être réalisé localement, quel que soit l'endroit où le produit est fabriqué.

L'univers des traitements acoustiques offrent à notre laboratoire un merveilleux terrain d'expérimentation puisqu'il permet de mettre en valeur plusieurs avantages des mycomatériaux, tout en valorisant la particularité de différents gisement de résidus (la densité, la granulométrie, la porosité, les ratios Carbone-Azote-Phospore inhérents ayant tous un impact sur la formulation du mycomatériaux donc sur les qualités d'usages de l'isolant acoustique. 

Nos prototypes de  panneaux de traitements acoustiques en mycomatériaux sont présentement en démonstration sur deux sites québecois 1) Au Musée de la civilisation de Québec, plus de 500 plaques cloisonnent l'espace et isonorisent les différentes installations artistiques de l'exposition "pour demain ; voir l’avenir et toute la beauté du monde" tandis qu' 2) À la Coopérative Centrale Agricole, Montréal, les espaces communs accueillent divers prototypes de matériaux d'absorptions acoustiques fixés aux murs et aux plafonds.

À eux deux, ces espaces de démosntration ont déjà permis de détourner près de 4 tonnes de matières résiduelles agro-alimentaires, de les intégrer à un circulit de revalorisation circulaires (les mycomatériaux sont recyclables ou peuvent être compostés en engrais très performant) et d'agir comme puits de carbone contenant l'équivalent de 4 tonnes d'émission de dioxyde de carbone.

Ça nous semblait être une bonne nouvelle à partager.

Objectifs visés

La littérature est unanime, le potentiel des mycomatériaux pour une économie verte est à nos portes, les projets struturants et les initiatives de recherches appliquées dans ce domaine restent cependant à concrétiser. L'élégance du procédé de production à partir d'intrants résiduels, son faible coût énergétique, un potentiel de captation du carbone et une biodégradabilité totale du produit final positionnent évidemment les mycomatériaux comme l’un des matériaux biosourcés les plus performants au niveau environnemental.

Depuis bientôt 4 ans, Mycélium Remédium Mycotechnologies développe des infrastructure de recherche et de production vouées aux mycomatériaux tout en bâtissant des ponts solides avec plusieurs partenaires institutionnels. L'objectif quinquennal de la division mycomatériaux de Mycélium Remédium Mycotechnologies est de mettre sur pied un centre de recherche appliquée collaborartif pouvant héberger les rercherches d'avant-gardes de toute institution mycoenthousiaste en regard de cette technologie d'avant-garde.

Dans le cadre du projet spécifiquement traité ici, l'objetctif clef est d'atteindre une maturité de produit et des procédés de fabrication permettant de soutenir une démonstration de viabilité commerciale dans un contexte de gestion des matières résiduelles. Il serait alors possible de traiter près de 100 tonnes/an de résidus ciblés dans les locaux actuels de la société MRM, captant ainsi au passage 50 à 100 tonnes/an de CO2.

 Les objectifs spécifiques  sont 1- d'adapter les procédés de fabrications typiques des mycomatériaux aux défis propres à un approvisionnement en matières premières par gisements de résidus ciblés; 2- de mesurer la gamme des qualités d'usages rendues possible par ce procédé (degré d'isolation thermique, courbe d'insonorisation par fréquence sonore, résistance au feu, résistance à la torsion, pression, arrachement de vis etc), permettant l'homologation des produits retenus ; 3- de déployer l’usage des mycomatériaux par substitution à divers matériaux conventionnels de traitements acoustiques à plus lourde empreinte environnementale (isolant acoustique en fibre de verre, traitement acoustique en laine de roche, styromousse).

Pour contrer les 5,8 millions de tonnes de déchets québécois qui ont été transportés vers un centre d’enfouissement ou d’incinération (Recyc-Québec 2020), l’utilisation de matières résiduelles comme matières premières dans le but de produire des mycomatériaux est une solution technologique écoresponsable. Cette innovation contribue à diversifier les débouchés à des fins de recyclage ou de valorisation grâce à la mobilisation des acteurs locaux qui sont alors tout autant fournisseurs de déchets qu’utilisateurs de produits substitués. Une opportunité d'intérêt pour la mobilisation et la promotion de l'économie circulaire québecoise.

Stratégie(s) de circularité concernée(s)

  • Écologie industrielle
  • Écoconception
  • Approvisonnement & consommation responsable
  • Valorisation

Résultats obtenus

Le processus de production de  mycomatériaux génère 67 % d'émissions de gaz carbone en moins que les produits conventionnels pour lesquels ils offrent des alternatives (Wagner 2018). Le produit final est un matériau sans toxines qui pourrait coûter au maximum 80 % moins cher que les isolants conventionnels (Jones et al. 2020). Des études récentes démontrent désormais les contextes permettant de déployer sa capacité à capter le carbone, emprisonnant plus de gaz carbonique qu’il n’en émet (Livne 2022).

Dans notre cas de  prototypes de panneaux  disposés au Musée de la civilisation de Québec,  les 520 panneaux isolants thermo-acoustiques à base de mycélium  ont valorisé  3.725 tonnes de matières résiduelles (sciure de bois, chènevotte de chanvre, marc de café, drêches). Les prototypes mettent en place les conditions gagnantes (nos procédés, ainsi que le recyclage de résidus et la revalorisation en contenants et bois) pour démontrer la viabilité d’un projet à échelle locale. La solution pérenne  proposée recycle les résidus organiques en les revalorisant par la fabrication de mycomatériaux qui seront utiles aux constructeurs  et ce, tout en éliminant les coûts de transports en fin de vie du produit et l'espace d'enfouissement.

L'objectif 1 visant à adapter les procédés de fabrications typiques des mycomatériaux aux défis propres à un approvisionnement en matières premières par gisements de résidus ciblés est ainsi complété en ce qui concerne les résidus agro-alimentaires. Les suites de ces recherches se concentrent désormais à démontrer une maturité technologique équivalent ou suppérieure quant à la fabrication à partir de résidus textiles et de résidus de Construction-Rénovation-Démolition.

Des études propres aux caracétérisations des qualités d'usages (objetctif 2 : de mesurer la gamme des qualités d'usages rendues possible par ce procédé (degré d'isolation thermique, courbe d'insonorisation par fréquence sonore, résistance au feu, résistance à la torsion, pression, arrachement de vis etc) sont en cours et devrait être complétées d'ici le printemps 2024, menant à des publications scientifiques durant la deuxième moitiée de 2024

Le déploiement des mycomatériaux en tant que substitution à des matériaux conventionnels de traitements acoustiques  (objectif 3) est entamé. Au cours de 2023, c'est plus de 650 panneaux qui se substitueront à des matériaux conventionnels.

L'approvisionnement en matériaux implique en général une mobilisation de matière première extraite de ressources naturelles. A contrario les mycomatériaux permettent de produire des matériaux à même les matières résiduelles actuellement problématiques ou sans avenue de revalorisation écoresponsable. Ainsi, le procédé de gestion des matières résiduelles proposée offre deux solutions en un seul procédé : A) une revalorisation de déchets problématiques; 
B) un approvisionnement en matériaux en circuit court ne reposant pas sur l’extraction de matières premières.

En tant qu’alternative à de multiples matériaux utiles dont la production s’approvisionne présentement sur le modèle extractiviste, les mycomatériaux représentent une innovation remarquable. Ils permettent une production entièrement alimentée à partir de matières résiduelles avec un ratio de 1:1 entre leur intégration aux chaînes d’approvisionnements existantes et le détournement de l’enfouissement des matières résiduelles qu'il devient ainsi possible de financer directement via la société de consommation, plutôt que par des budgets dédiés à la gestion des résidus.

Principale(s) ressource(s) concernée(s)

  • Bois
  • Carton et papier
  • Matières organiques
  • Produits, composants, matériaux mixtes et composites*
  • Plastiques, caoutchoucs et autres polymères
  • Textile
  • Verre

Autre mots-clés en lien avec l'initiative

Mycellium, Champignon, mycologie, Mycomatériaux, Mycelium Based Material (MBM), Mycologie appliquée, Dépollution, Mycoremédiation, Bioremédiation, Puits de carbone, Agriculture regénératrice, Écologie industrielle, production regénératrice, Écoconception,
Porteur(s) de l'initiative

Porteur(s) de l'initiative

  • Mycelium Remedium Mycotechnologies
  • Entreprise, commerce, industrie
  • Activités diverses de fabrication
  • 1401 Rue Legendre O #305, Montreal, Quebec H4N 2R9
  • Renaud Geoffroy
  • grg@champignons-maison.com

Partenaire(s) de l'initiative

  • Centrale Agricole
  • Située dans District Central à Montréal, la Centrale agricole est la plus grande coopérative d'agriculture urbaine au Québec. Elle travaille depuis le début avec MRM en mettant en commun leur réseau et leur intérêt dans la valorisation des matières résiduelles. Des appareils de conditionnements sont mis à la disposition de la société mycotechnologies et une salle de démonstration des mycomatériaux est en développement. On peut déjà y constaté un éventail de proposition de traitement acoustiques dans la salle de conférence de la coopérative.


  • Institut de recherche en biologie Végétale (IRBV) Université de Montréal / Jardin Botanique
  • Le Laboratoire Laur de l'IRBV offre soutien, expertise, conseil et met à la disposition de Geoffroy Renaud le laboratoire et son équipement pour la caractérisation des souches et substrats.


  • Regroupement pour l'Innovation Fongique - Biopterre
  • Biopterre avec le MITACS soutient financièrement Geoffroy Renaud dans ses recherches doctorales. Il participe à la sélection et l'évaluation des souches fongiques étudiées.


  • Investissement Québec
  • Investissement Québec soutient une vitrine technologique (mise en situation réelle) de 3 ans (2023-25) sur le mycomatériau, i.e. le matériau à base de mycélium comme technologie de gestion des matières résiduelle in situ dans une coopérative d'agriculture urbaine de Montréal.


  • Emploi Québec
  • Emploi Québec soutient le projet par l'entremise de subventions salariales.


  • College & Institute Canada
  • College & Institute Canada soutient le projet par l'entremise de subventions salariales.

Mise en oeuvre

Étapes de mise en oeuvre

1- prototype

Le mycélium (la racine des champignons) remplace les colles industrielles habituellement utilisées pour fabriquer des panneaux de matières agglomérées, tels ceux de fibre de bois mdf. Le mycélium déploit ses filaments microscopiques autravers des résidus organiques récupérés (sciure de bois, chanvre, marc de café, drêches) qu'il agglomère et transforme sous un atmosphère contrôlée pendant plusieurs semaines. Les panneaux sont ensuite cuits pour neutraliser l'organisme fongique déployé . Afin d'assurer stabilité et durabilité, les panneaux sont recouvert d'une finission biodégradable, tel le shellac (gomme laque provenant de sécrétions d'insectes).  Pour produire 1000 panneaux de traitement acoustique, nous utiliserons 7.5 tonnes de résidus agro-alimentaires.

2- la mise à l'échelle nécessite les étapes suivantes

A) Développer le procédé de gestion des matières résiduelles

A.1) Analyse exhaustive du flot des matières résiduelles 

A.2) Caractérisation des compositions types par matières  (Résidus agricoles / alimentaire / textile / construction rénovation démolition) ainsi que par collecte (la répartition des éléments selon l’ensemble des matières collectées     

A.3 )Développement de souches fongiques adaptées aux matières résiduelles obtenues

A.4)Mise à l’essai et validation du procédé du système de collecte ainsi que des procédés de fabrication

B) Améliorer les produits de mycomatériaux

B.1) Mise à l’essai  des capacités de traitements et de production des mycomatériaux (établissement)

B.2 a) Mise à l’échelle de la production des mycomatériaux (production)

B.3) Caractérisations mécanique et biochimique des mycomatériaux produits

B.4) Certification aux normes du bâtiment et aux appellations environnementales

Défis

L'exposition de notre prototype des panneaux en mycomatériaux au  Musée de la Civilisation de Québec ( https://mcq.org/decouvrir/expositions/pour-demain/) confère une légitimité sociale et environnementale à notre produit, C'est aussi une belle vitrine pour les mycotechnologies.  Plusieurs phases de la recherche ont été nécessaires : le prototypage est complété, les variables mobilisées sont validées et des approvisionnements types en matières résiduelles ciblés, mise à  l’essai sont largement définies. Cependant, plusieurs défis restent à être relevés.

Si certains aprioris tels que la perception de moisissures liées aux champignons (substrat des mycomatériaux) nous apparaissent davantage comme des balises guidant le déploiement nécessaire d’un écosystème de production et de commercialisation des mycomatériaux qu’une contrainte, nous avons pu identifier au cours des premières phases de développement du projet deux types de défis au développement de la filière québécoise.


Ceux-ci sont liés à la mise aux normes d’un produit innovant qui doit à certaines certifications ou standards du milieu de la construction par exemple. La mise à l’échelle de la production pour la faire croître d’une production artisanale de recherche à une production de volume industriel représente aussi un enjeu puisque la diversité des résidus et la fluctuation des volumes posent des défis à une production constante de mycomatériaux standardisés. Les types de mycomatériaux sont corollaires des matières résiduelles sur lesquels ils se cultivent.ll faut ainsi cerner davantage si/comment l’arrivée de matières résiduelles diversifiées peut offrir des produits de bonnes qualités  physiques et mécaniques. Par conséquent, une fluctuation significative des arrivages en divers types de matières premières pose un défi de prévisibilité de production des produits finis.    

La technologie que nous proposons offre des alternatives écoresponsables à des matériaux à forte valeur d’usage tels que les isolants thermiques et acoustiques, les contre-plaqués de bois et de plâtre. Qu’une part minime de ces énormes marchés puisse être favorable à l’adoption des mycomatériaux serait suffisant à soutenir le déploiement de la boucle locale d’économie circulaire créée et positionnerait Montréal et le Québec en position de précurseur à l'échelle internationale.

Leviers

L'entreprise dispose de l'infrastructure, d'une équipe des spécialistes hautements qualifiés, et de l'ambition nécessaires à la mise à l'échelle du projet dans la région de Montréal. Elle travaille étroitement avec la Centrale Agricole, qui héberge ses installations de recherche et mets à sa disposition certains appareils de conditionnements au volume. L'institut de recherche en biologie végétale (IRBV) et plus précisément le laboratoire de Joan Laur offre un soutient scientifique dans l'analyse des intrants et la déterminations des organismes fongiques cultivés. Le regroupement pour l'innovation fongique (RIF) de Biopterre offre un soutient scientifique en rapport au développement des souches. La plateforme métabolomique du CR-CHUM offre l'expertise et les équipements nécessaire à l'analyse qualitative et quantitative des biomarqueurs permettant de mesurer le développement des organismes fongiques dans les substrats de culture. L'université de Montréal et la fondation MITACS soutiennent le parcours académique de Geoffroy Renaud, Directeur Scientifique de la société, qui a pour projet d'études doctorales le développement d'outils et d'indicateur de métrologies fongique.

Outils et méthodologies utilisés

A) Développer le procédé de gestion des matières résiduelles

.1) Analyse exhaustive du flot des matières résiduelles retenues 

  • Mise à la disposition des entreprises des outils de mesure permettant de quantifier les matières résiduelles
  • Analyse des courbes de variation et formulation de prévision des tendances

A.2) Caractérisation des compositions types par matières  (Résidus agricoles / alimentaire / textile / construction rénovation démolition) ainsi que par collecte (la répartition des éléments selon l’ensemble des matières collectées)

  • Test d’analyses compositionnelles des biomasses pour les 4 catégories de substrats ainsi qu’un cumul mixte
  • Situer les compositions en comparaison aux autres milieux types montréalais. (secteur d’activité commercial / industriel)

A.3) Développements de souches fongiques & formulation de substrats adaptées aux matières résiduelles obtenues

  • Évaluation des combinaisons souches - matières résiduelles (indicateur de croissance radiale, de densité du mycélium produit, de développement de biomasse) ;
  • Perfectionnement (stimulation) épigénétique des souches retenues afin de cultiver les mycomatériaux à partir des matières résiduelles obtenues.

A.4) Mise à l’essai et validation du procédé du système de collecte et de gestion des matières résiduelles dans le bâtiment industriel retenu.

  • Mesure d’efficacité de la collecté de données ;
  • Mesure d'efficacité des modèles de prévisibilité des matières résiduelles ;
  • Évaluation des capacités d’adaptation des formulations (de culture des mycomatériaux) destinées à prendre en charge les matières résiduelles collectées. 

B) Améliorer les produits

B.1) ) Mise à l’essai  des capacités de traitements et de production des mycomatériaux

  • Acquisition d’équipements permettant le conditionnement des matières résiduelles (broyeur à marteau), la culture/production des mycomatériaux (racks industriels transformés en serres d’agriculture verticale, sac de culture, chariot élévateur et autres équipement de manœuvre), conditionnement des mycomatériaux (serres de cultures, presse chauffante, déshydrateur);
  • Validation des plans de plancher et parc d’équipement par un architecte industriel / conseiller stratégique

B.2 a) Mise à l’échelle de la production des mycomatériaux (production)

  • Projection des volumes de conditionnements / traitements des matières résiduelles en mycomatériaux divers;
  • Validation des moules développés en fonctions des combinaisons de matières résiduelles obtenues

B.2 b) Dépôt de brevets

  • Cahier de charge de production des mycomatériaux et rédaction de brevet

B.3) Caractérisations mécanique et biochimique des mycomatériaux produits

Mécanique:

  •  Analyse des propriétés thermiques
  • Analyse des propriétés acoustiques
  •  Analyse de la résistance au feu
  • chambre de vieillissement

Biochimique

  • analyse compositionnelle des biomasses)
  • mesure de la présence de chitine
  • mesure de la présence d’ergostérol,
  • test de résistance à la moisissure
  • activité de l’eau

B.4) Certification aux normes du bâtiment et aux appellations environnementales

  • cahier de charge d’atteinte d’indicateurs clefs (selon les diverses normes)
  • Éco++ analyse du cycle de vie : CRVMR-Poly, LEED, B Corp etc)

Sources de financement de l'initiative

Investissement Québec soutient une vitrine technologique (mise en situation réelle) de 3 ans (2023-25) sur le mycomatériau, i.e. le matériau à base de mycélium comme technologie de gestion des matières résiduelle in situ dans une coopérative d'agriculture urbaine de Montréal.

Génome Canada et Génome Québec finance un projet de recherche de 4 ans (2023-2026)  de Institut de recherche en biologie végétale, en collaboration avec l'Institut National de Recherche Scientifique, rassemblant 25 partenaires issus de l'agriculture urbaines et d'initiatives de développement économique, d'établissements universitaires et de recherche du Québec et de l'Ontario intitulé « Omics to close the loop : optimisation de la production agroalimentaire locaul pour la réduction de l'empreinte carbone », dont les résultats aideront à maintenir les répercussions, le faible coût et la mise à l'échelle de la proposition discutée. Mycelium Remedium Mycotech est un contributeur majeur à ce projet de recherche, participant activement à ce projet par la mise en place d'une plateforme de bioréacteurs fongiques ainsi qu'en soutenant la recherche sur les moyens de réduire l'empreinte carbone de la mycologie appliquée par la mise à contribution de son équipe scientifique et l'hébergement de plusieurs projets de stage et de transfert de connaissance.

Biopterre en collaboration avec le MITACS et l'Université de Montréal, soutiennent également Geoffroy Renaud dans le cadre de ses études doctorales se penchant sur l’élaboration d’une méthode de caractérisation in vitro des combinaisons espèces (champignons saprophytes) - substrat (matières résiduelles locales) - adjuvants permettant de prédire, établir et corriger les qualités d’usages des mycomatériaux produits.

College & Institute Canada ainsi qu'Emploi Québec soutiennent le projet par l'entremise de subventions salariales.

Mycélium Remédium Mycotechnologies INC. réinvesti les benéfices provenants de ses autres secteurs d'activités (les produits de santé naturels et d'hygiène de vie à base de champignons cultivés au Québec - FNG.Fungi / les trousses de cultures et services-conseils pour cultivateurs professionnels de champignons comestibles et médicinaux de Champignons Maison)

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Auteur de la page

Geoffroy Renaud

Modérateur

Emilie Chiasson

Conseillère en communication - Économie circulaire