Un pendentif, des tasses à expresso et des jardinières imprimés en 3D à partir de marc de café usagé. Crédit : Michael Rivera
Une nouvelle étude met en évidence le potentiel de l’utilisation du vieux marc de café pour l’impression 3D. Les chercheurs ont développé une méthode combinant du marc de café avec des ingrédients durables pour imprimer des articles allant des bijoux aux tasses à expresso. L’innovation a commencé comme une solution pour gérer les déchets de café excédentaires pendant la COVID 19 pandémie.
Le café peut faire beaucoup de choses : vous réveiller, vous réchauffer et atténuer cette peur existentielle. Cela pourrait également contribuer à réduire les déchets liés à l’impression 3D, selon une nouvelle étude.
C’est la vision derrière un nouveau projet dirigé par Michael Rivera, professeur adjoint à l’Institut ATLAS et au Département d’informatique de l’Université du Colorado à Boulder. Lui et ses collègues ont développé une méthode pour imprimer en 3D une large gamme d’objets en utilisant une pâte entièrement composée de vieux marc de café, d’eau et de quelques autres ingrédients durables.
L’équipe a déjà expérimenté l’utilisation du marc de café pour fabriquer des bijoux, des pots de plantes et même, à juste titre, des tasses à expresso. La technique est également suffisamment simple pour fonctionner, avec quelques modifications, sur la plupart des imprimantes 3D grand public bon marché.
Une imprimante 3D modifiée fabrique un pot de fleurs à partir de marc de café usagé. Crédit : Michael Rivera
« Vous pouvez faire beaucoup de choses avec du marc de café », a déclaré Rivera. « Et quand vous n’en voulez plus, vous pouvez le remettre dans un moulin à café et utiliser le marc pour imprimer à nouveau. »
Le groupe a présenté ses conclusions cet été lors de la conférence Designing Interactive Systems de l’Association for Computing Machinery à Pittsburgh.
Pour Rivera, le projet fait partie de sa mission visant à rendre l’impression 3D plus durable, permettant aux artistes, designers, ingénieurs et autres de créer rapidement des prototypes compréhensibles et d’autres objets ménagers sans les mettre dans les décharges.
« Notre vision est qu’il vous suffit d’acheter quelques articles dans un supermarché et en ligne et de vous lancer », a déclaré Rivera.
Les bonnes idées viennent de la caféine
Comme on pouvait s’y attendre, cette vision a commencé dans un café.
Lorsque Rivera était étudiant diplômé à l’Université Carnegie Mellon, il travaillait souvent dans un café de Pittsburgh appelé Arriviste Coffee Roasters. Le café a passé un contrat avec un groupe local pour récupérer son marc de café usagé pour le composter, mais pendant la pandémie de COVID-19, cela n’a pas été possible. Les déchets ont commencé à s’accumuler.
« Le propriétaire m’a dit : « Je ne sais pas quoi en faire. Alors je le jette simplement », a déclaré Rivera, qui a rejoint CU Boulder en tant que chercheur postdoctoral en 2022. « J’ai regardé les terrains et j’ai dit : « Peut-être que je peux faire quelque chose avec eux. »
Jardinières de fleurs imprimées en 3D à partir de marc de café usagé. Crédit : Michael Rivera
Rivera a expliqué que la plupart des imprimantes 3D grand public sur le marché impriment aujourd’hui avec des thermoplastiques. Le plus courant est polylactique acide, ou PLA. Ce matériau est théoriquement compostable, mais seule une fraction des installations de compostage l’accepte.
« Si vous le jetez dans une décharge, où finit la majorité du PLA, il faudra jusqu’à 1 000 ans pour se décomposer », a déclaré Rivera.
Il s’est rendu compte qu’il pouvait résoudre plusieurs problèmes en même temps : réduire les déchets plastiques, trouver quelque chose à faire avec tout ce marc utilisé et déguster quelques tasses de café chaud en même temps.
Motifs de célébration
La méthode de l’équipe est assez simple, a noté Rivera : lui et ses collègues mélangent du marc de café séché avec deux autres poudres qu’ils achètent en ligne : la gomme de cellulose et la gomme de xanthane. Les deux sont des additifs courants dans les aliments et se dégradent facilement dans un bac à compost. Ensuite, les chercheurs mélangent l’eau.
« Vous visez à peu près la consistance du beurre de cacahuète », a déclaré Rivera.
Vous ne pouvez pas charger ce limon directement dans une imprimante 3D. Tout d’abord, Rivera fait un petit trucage de jury, modifiant une imprimante avec des tubes en plastique et une seringue remplie de pâte de café. Mais les créations du groupe sont étonnamment robustes. Une fois séché, le marc de café est à peu près aussi résistant que le béton non armé.
« Nous avons fabriqué des objets très utilisés », a déclaré Rivera. « Nous les avons laissés tomber et ils ne sont pas encore cassés. »
Il voit un grand potentiel dans la transformation du marc de café en objets tangibles. Rivera, par exemple, a fabriqué de petits pots à partir de marc de café, qui peuvent être utilisés pour faire pousser des plants de plantes acidophiles comme les tomates. Une fois que les plantes sont suffisamment hautes, vous pouvez les planter, en pot et tout, dans le sol. L’équipe peut également ajouter du charbon actif à ses sols pour fabriquer des pièces pouvant conduire l’électricité, comme des boutons pour des appareils électroniques durables.
Rivera a noté que l’impression avec du marc de café ne deviendra peut-être jamais une pratique répandue. Il considère plutôt le projet comme une étape vers la découverte d’autres types de matériaux d’impression 3D durables qui pourraient, un jour, remplacer les plastiques.
Il s’avère que vous pouvez vraiment tout réaliser avec du café.
