On présente ici le « liège de café », un matériau biodégradable composé de marc de café et d’un gélifiant alimentaire. Il est produit avec du simple matériel de cuisine.
Cette matière peut servir à faire des objets moulés ou des plaques qui peuvent être usinées dans un second temps. Ce tutoriel présente la fabrication à chaud, la version à froid fait l’objet d’un autre tutoriel.
Les perspectives d’application de cette matière semblent limitées par ses propriétés : fragilité, contraction et déformation au séchage, moisissure en cas de contact prolongé avec l’eau, etc. Cependant, le liège de café permet d’illustrer la démarche low-tech appliquée aux matériaux, selon la vision d’Atelier CIRCULR :
- employer des déchets omniprésents comme ressources
- se réapproprier les techniques de fabrication
- limiter l’impact en fin de vie par la compostabilité
Le liège de café est une illustration des « bioplastiques », sujet de nombreux travaux de designer [1]. Ce tutoriel a été grandement inspiré de plusieurs recettes présentes sur Materiom, une plateforme qui ambitionne d’accélérer la transition des matières issues de ressources fossiles à des “matériaux régénératifs”[2].
Le nom dérive de l’aspect de la matière. Il est important de noter que le liège de café est très différent du vrai liège. En effet, il est loin d’être imputrescible, et n’a pas la même souplesse ni la même résistance.
Outils et matériel nécessaires
Ingrédients
- 20g de marc de café sec
- 80g d’eau
- 3.5 g d’agar-agar (~1 cuillère à café)
- 6 g de glycérine (2 cuillères à café, optionnel, trouvable en pharmacie)
Outils
- séchoir solaire, four ou étuve de séchage (ou simplement plaque et plein soleil)
- casseroles
- balance de précision (à 0,01g ou 0,1g)
- maryse ou cuillère en bois
- moules en silicone, contre-moules si désiré, ou plaques de coulage
Etape 1 : Récupération et séchage du marc de café
Quoique issu d’une culture non présente en France métropolitaine, le marc de café est un déchet organique abondant, issu de la consommation de la boisson éponyme. Il peut se récupérer à l’échelle domestique, collective (bar, lieu de travail) ou industrielle (production de café soluble).
Récupération dans des cafés
Dans notre cas, la récolte de grandes quantités de marc de café s’est faite auprès de cafés et restaurants en ville. Les meilleurs moments sont vers 10h et vers 14h, quand beaucoup de cafés ont été servis, et les machines n’ont pas encore été vidées. Des seaux alimentaires de 5L en plastique, aussi récupérés dans des restaurants, permettent de récolter le marc de café de la plupart des tiroirs de machines à café de bar. Les restaurateurs n’ont aucun problème à donner leur marc de café.
Attention : le marc de café doit absolument être séché directement après utilisation, pour éviter la croissance de moisissures. En effet, étant très riche en nutriments pour les micro-organismes, il a tendance à moisir en 1 à 2 jours (ce n’est pas pour rien qu’on l’utilise comme substrat pour la culture de champignons).
Séchage du marc
Séchage au soleil
Si la saison le permet, et si une surface suffisante et bien orientée est disponible, le séchage peut intervenir en étendant le marc de café sur des plaques au soleil.
Pour permettre un bon séchage, il faut casser les agrégats de marc (par exemple, les galettes des machines à café de comptoir).
Des caisses de légumes (récupérables en fin de marché) recouvertes de papier ou de tissu peuvent être utiles pour minimiser la surface encombrée.
Le séchage prend de 1 à 4 jours selon les conditions météo. Il est nécessaire de remuer régulièrement le marc de café pour qu’il sèche uniformément.
Séchage au four
Sinon, un séchage en étuve est plus rapide et plus compact. Dans ce cas, on ventile de l’air chaud (maximum 50°C) sur les plaques de déchets, pendant quelques heures.
Dans un four domestique, on peut utiliser le mode chaleur tournante ou cuisson ventilée au réglage le plus bas. Il faudra alors laisser la porte du four entrouverte pour laisser l’humidité s’échapper.
Note : Comme vous pouvez le voir sur le site de Materiom, on peut utiliser une vaste gamme de déchets organiques pour produire des matières : coquille d’œuf, thé, … Le choix du marc de café ici est guidé par la familiarité de ce co-produit (plus d’impact pour sensibiliser) ainsi que sa présentation sous forme de poudre.
Nous avons réalisé des essais avec des déchets solides de substituts de café (chicorée, orge, lentilles torréfiées, etc), et obtenu de bons résultats. Le rendu final de la matière semble beaucoup plus dépendante de la finesse de la mouture du déchet que de sa composante.
Étape 2 : Recette
Mettez dans une petite casserole l’eau et l’agar-agar, mélangez.
Portez à ébullition, et faites bouillir jusqu’à ce que le mélange épaississe (pendant 5-10min), sans cesser de remuer pour éviter que ça n’accroche. Puis baissez le feu au minimum.
Ajoutez le marc de café, en prenant soin de casser les éventuels agrégats, et la glycérine si vous en utilisez, et mélangez bien jusqu’à ce que la mixture soit homogène.
Note : La glycérine permet de limiter la déformation au séchage et de donner un peu de flexibilité au matériau final. En contrepartie, le matériau avec de la glycérine est fragilisé, et risque de relâcher de la glycérine dans le temps.
Étape 3 : Mise en forme
Avec cette recette, la meilleure technique de mise en forme est le coulage / moulage. L’agar-agar gélifie en refroidissant. Il est donc indispensable de mettre en forme le liège de café lorsque la pâte est encore chaude.
Versez la préparation dans un moule. Si vous souhaitez utiliser un contre-moule, utiliser le également pendant que la pâte est encore modelable.
Pour faire des plaques, vous pouvez également couler une couche uniforme de pâte sur un plateau.
Laissez refroidir pendant 10 minutes puis démoulez.
Pour un refroidissement accéléré, vous pouvez également plongez vos moules dans un bain d’eau froide.
De façon générale, il faut anticiper une contraction au séchage de l’objet de près de 20% (c’est-à-dire qu’une plaque de 10cm ne fera plus que 8cm une fois sèche). Cette contraction devient problématique pour les formes massives ou complexes, car le risque d’apparition de fissures est alors plus élevé.
Étape 4 : Séchage du liège de café
Le liège de café que vous venez de préparer est constitué d’eau à 73%. A l’image du marc de café humide, il est un milieu de croissance idéal pour les micro-organismes. Il est donc essentiel de le faire sécher pour éviter la formation de moisissures.
Le séchage peut facilement se faire au soleil, ou au-dessus d’un radiateur.
Afin de limiter les déformations dûes au séchage, on peut employer plusieurs stratégies :
- sécher en gardant la plaque ou l’objet (plat) sous pression, par exemple dans une presse, comme les herbiers
- accélérer le séchage, en utilisant un déshydrateur ou un four réglé à basse température
- de façon beaucoup moins accessible, employer des techniques comme la lyophilisation
A l’issue du séchage, le liège de café doit être rigide (si aucun glycérol n’a été employé). Ce matériau est très léger et poreux, et possède sûrement des propriétés isolantes intéressantes.
Étape 5 : Travail du liège de café
Les plaques peuvent se découper et se graver au laser (technique à utiliser sur plaque humide).
De plus, des essais sont en cours pour faire de l’assemblage (colles de poisson, de farine, d’os, etc) et des finitions (huile de lin) avec des produits naturels pour maintenir la biodégradabilité des pièces.
En fin de vie, ces matières sont compostables. Pour l’instant, nous avons uniquement jeté des petits objets et de la pâte de liège de café non gélifiée dans un compost domestique, et cela semble fonctionner. Nous aimerions faire des études plus poussées de décomposition, et étudier également si ces matières broyées peuvent jouer le rôle de structurant dans un compost.
Notes et références :
[1] Le terme de bioplastique est à utiliser avec précaution. En effet, il a une toute autre définition pour l’industrie du plastique, pour laquelle bioplastique = plastique biosourcé. L’industrie chimique ne prend pas en compte les modifications chimiques appliquées, ni la biodégradabilité du matériau final.
[2] L’équipe de Materiom définit les “matériaux régénératifs” comme 100% biosourcés et 100% biodégradables. La biomasse doit également être localement abondante, sous-utilisée, et ne pas entrer en compétition avec l’usage des sols ou la sécurité alimentaire.
Crédits
Texte : Marion Roullet
Photos : Marion Roullet
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