Le cuir fait partie des matériaux classiques utilisés pour les intérieurs des véhicules. Il est traditionnellement employé pour revêtir les sièges et pour habiller les volants, les accoudoirs ou les panneaux décoratifs. Lors de la conception de la famille ID. 100 % électrique, Volkswagen a pris la décision d’utiliser autant que possible des matériaux qui ne sont pas d’origine animale dans ses modèles électriques. Parallèlement, Volkswagen optimise l’empreinte carbone de chaque matériau et de chaque composant afin de rendre durable la totalité du cycle de vie de ses véhicules. Cette approche englobe toute la vie du véhicule, allant des matières premières de tous les composants jusqu’à la valorisation des pièces constituantes du véhicule.
Nous examinons différents matériaux qui nous permettent d’augmenter à court terme la proportion de bio dans le cuir synthétique.
Martina Gottschling Chercheuse chez Volkswagen Group Innovation
La décision de principe en faveur de matières d’origine non animale ainsi que la demande croissante des clients pour des produits végans excluent l’utilisation de cuir traditionnel dans les véhicules ID. Le cuir synthétique est une variante éprouvée et souvent la seule option pour remplacer le cuir : il offre un aspect et un toucher proches de ceux du cuir, se nettoie facilement et est résistant. C’est pourquoi il est très demandé depuis des décennies sur de nombreux marchés, comme aux États-Unis et en Chine. Volkswagen s’est aussi fixé comme objectif d’améliorer sensiblement les performances écologiques des habitacles renonçant aux matières d’origine animale. L’un des moyens pour y parvenir consiste à augmenter la proportion de matériaux biologiques dans le cuir synthétique, qui est fabriqué majoritairement à partir de matières plastiques, comme le polyuréthane ou le PVC, contenant des huiles minérales.
Cuir de café : régional et durable
Le cuir synthétique est un matériau multicouche qui se compose d’un support en tissu, de matériaux de remplissage et de la couche de surface proprement dite. « Nous examinons différents matériaux qui nous permettent d’augmenter à court terme la proportion de bio dans le cuir synthétique. Il est évident qu’il faut commencer par les matériaux de remplissage », explique Martina Gottschling. Chez Volkswagen Group Innovation, la scientifique fait des recherches sur les matériaux durables. C’est au cours d’un remue-méninges avec l’équipe des biomatériaux que l’idée a germé : du cuir de café.
Avec son équipe, Martina Gottschling, chercheuse pour Volkswagen Group Innovation, a développé l’idée du « cuir de café ».
La torréfaction des grains de café produit une substance résiduelle, à savoir la pellicule argentée qui enveloppe à l’origine le grain de café. L’équipe a rapidement trouvé un partenaire régional capable de fournir la matière première : le torréfacteur Heimbs à Brunswick est spécialisé dans les produits du café et expresso de haute qualité et distribue principalement son café au secteur de la restauration et de l’hôtellerie. Fondée en 1880, l’institution de Brunswick produit du café depuis 1954 dans le quartier de Nördliche Ringgebietring, à environ 40 kilomètres au sud de la ville automobile de Wolfsburg. À quelques étages en dessous des locaux de production sont entreposées les piles de sacs de jute bruns contenant le café vert de qualité supérieure. Les murs de plusieurs mètres d’épaisseur de la voûte, qui abrite aujourd’hui les stocks de café vert de Heimbs, n’ont pas été endommagés pendant la guerre. L’odeur y est légèrement acidulée et herbacée, le parfum typique du café n’apparaissant que lors de la torréfaction.
Le directeur de l’entreprise, Ralf Schwarzberg, est fier que Heimbs torréfie encore aujourd’hui le café dans les machines d’origine, fabriquées à l’unité en 1954.
Heimbs est le seul torréfacteur allemand à travailler selon le procédé de torréfaction breveté dit aérotherme. Le responsable de la production, Ralf Schwarzenberg, explique en quoi consiste ce procédé : les grains de café « reposent » sur un coussin d’air et sont torréfiés à environ 260 degrés Celsius dans un courant d’air chauffé indirectement. De cette manière, ils n’entrent pas en contact avec les parties métalliques brûlantes, phénomène qui, avec d’autres méthodes de torréfaction, entraîne souvent des brûlures des grains de café et en altère le goût.
Heimbs torréfie aujourd’hui encore dans les machines d’origine, fabriquées à l’unité en 1954. La dernière modification date de 1988, lorsque des refroidisseurs furent ajoutés pour permettre de contrôler la fin du processus de torréfaction. Une véritable manufacture qui, en 1986, est entrée dans le giron de Dallmayr Kaffee OHG. Mais cela n’a rien changé au mode de production et à l’orientation exclusive du torréfacteur.
Lors de la torréfaction, la pellicule argentée se détache du grain de café et devient dès lors un produit résiduel. Chez Heimbs, cela représente plusieurs sacs par jour. Généralement, les parches sont brûlées ou compostées, tandis qu’une petite quantité est transformée en bâtonnets d’engrais.
En raison de leur teneur résiduelle en caféine, les pellicules argentées ne conviennent pas comme aliment pour animaux. D’aucuns ont également tenté de les utiliser dans la production de biogaz, mais sans succès.
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Les essais réalisés jusqu’à présent sont prometteurs
En revanche, les pellicules argentées du café sont parfaites comme matière de remplissage pour le cuir synthétique : « L’enveloppe est récupérée sous une forme déjà sèche, qui se prête très bien à la transformation ultérieure. Un matériau humide devrait d’abord être séché à grand renfort d’énergie », explique Martina Gottschling. La chercheuse est en plus convaincue du caractère durable du matériau : « Ce qui est passionnant, c’est qu’il s’agit d’un déchet qui n’a pas encore fait l’objet d’une véritable réutilisation. »
En collaboration avec un fournisseur, Volkswagen teste à présent si le cuir synthétique de café utilisant les pellicules argentées comme matière de remplissage satisfait aux critères de qualité stricts que le Groupe impose aux matériaux employés dans la construction automobile. Finalement, le substitut de cuir doit pouvoir supporter de fortes sollicitations pendant de nombreuses années et conserver son aspect esthétique et son caractère au toucher pendant toute la durée de vie du véhicule. Les premiers résultats donnent plutôt bon espoir à Martina Gottschling : « Les essais effectués jusqu’à présent révèlent une durabilité du cuir de café comparable à celle de types de cuir synthétique éprouvés », explique la scientifique. Les échantillons actuels du cuir synthétique atteignent une proportion de matériaux biologiques supérieure à 50 pour cent – « une excellente valeur » selon Martina Gottschling. Il s’agit non seulement de la matière de remplissage à base de résidus de grains de café, mais aussi du support en tissu, qui est déjà composé de matières premières renouvelables.
Les essais effectués jusqu’à présent révèlent une durabilité du cuir de café comparable à celle de types de cuir synthétique éprouvés.
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Utilisation en série possible dans quelques années
Une fois les essais de matériaux réussis, la prochaine étape de Volkswagen Group Innovation dans le projet de cuir synthétique à base de pellicules argentées de café consiste à mettre à disposition du département développement de Volkswagen un matériau adapté à une utilisation en grande série. Il faudra par exemple obtenir le toucher et le grain de surface souhaités et, par la suite, réussir l’adaptation à la fabrication en série et la synchronisation des voies d’approvisionnement. « Le potentiel est élevé et cela peut être l’une des prochaines étapes pour optimiser davantage l’empreinte écologique de notre flotte électrique ID. », explique Martina Gottschling. Heimbs, petit torréfacteur régional haut de gamme, peut-il fournir les quantités dont a besoin Volkswagen, constructeur automobile mondial ? « L’approvisionnement n’est pas un problème, car cette application ne nécessite pas des quantités importantes », explique Martina Gottschling. Lors de la pandémie de coronavirus, le torréfacteur de café spécialisé dans l’hôtellerie et la restauration n’a pas atteint sa pleine capacité de production. « Avec la quantité de pellicules argentées produite par Heimbs, nous pouvons déjà aller très loin ». Le cuir synthétique végan, avec sa forte teneur en matériaux biologiques, pourrait déjà habiller les sièges et les accoudoirs de prototypes de voiture d’ici deux ans.
