Gabriella Fioravanti est chercheuse au sein du groupe de recherche Kander de l'université Thomas Jefferson (Philadelphie, Pennsylvanie), où elle se concentre sur la science appliquée du chanvre et la collaboration industrielle. Avec une formation en matériaux biomédicaux et un MBA, elle apporte à son travail à la fois une expertise technique et une vision commerciale. Gabriella dirige des projets en matière de tests de fibres, de rouissage durable et de dégommage au CO2, aidant ainsi à relier l'innovation en laboratoire aux applications du monde réel.
HempToday : Comment décririez-vous la mission du programme de recherche sur le chanvre de l'Université Thomas Jefferson, et comment vos relations avec les partenaires industriels ont-elles contribué à façonner à la fois l'orientation de cette recherche et le développement de technologies directement applicables à une utilisation industrielle réelle ?
Gabriella Fioravanti: L'Université Thomas Jefferson est une institution multidisciplinaire dont les domaines de recherche couvrent la médecine, l'architecture, la fabrication, la microbiologie et la chimie (pour n'en nommer que quelques-uns). De même, la recherche sur le chanvre à l’Université couvre tous ces domaines. D’une manière générale, la mission du programme de recherche sur le chanvre est de réapprendre ce qui a été perdu au fil du temps sur le plan culturel et agricole à propos de la plante et de traduire cela en produits manufacturés et médicinaux modernes. L'écoute de nos partenaires industriels a été cruciale pour déterminer l'orientation de notre recherche, car leurs commentaires nous aident à savoir si nous concentrons nos efforts sur quelque chose que souhaitent les utilisateurs finaux. Parfois, ils viennent nous voir avec leurs propres idées et ont besoin d’aide pour les concrétiser.
HT : Pourriez-vous nous expliquer la fonction et l'importance de la suite de tests de fibres de l'Université Thomas Jefferson ? Comment sert-il d’outil pour les producteurs, les transformateurs et les autres parties prenantes ?
Petite amie : La suite de tests de fibres, hébergée au sein du laboratoire de caractérisation des matériaux Bruner, est une gamme de machines spécialement conçues pour tester les fibres libériennes. La suite est un outil destiné à la fois au travail de commission industriel et à la recherche. Nous espérons que les producteurs et les transformateurs pourront nous apporter leurs fibres et recevoir une gamme d'informations utiles, notamment sur la finesse, la résistance et la couleur des fibres, qui pourraient être fournies aux fabricants pour les aider dans la vente et l'utilisation de leurs produits. Parallèlement, les étudiants de l'Université Thomas Jefferson utilisent les machines pour faciliter l'étude à plus long terme de la fibre, ce qui, espérons-le, enrichira l'ensemble des connaissances sur le chanvre et fera progresser l'industrie dans son ensemble.
HT : Votre équipe explore des approches innovantes telles que le rouissage à l’eau en boucle fermée et le dégommage au CO2. Pouvez-vous nous en dire davantage sur ces projets et sur ce qui est nécessaire pour les mettre à l'échelle dans un contexte commercial ou industriel ?
Petite amie : Le projet de rouissage à l'eau en boucle fermée et le projet d'extraction au CO2 supercritique sont nos tentatives pour sortir des sentiers battus du traitement traditionnel des fibres. Le prototype de rouissage à l'eau en boucle fermée comprend, en bref, un réservoir pour les tiges de chanvre, de l'eau qui coule dans une boucle courte, un filtre personnalisé et des contrôles de la température et du pH de l'eau. L’espoir est d’imiter le rouissage à l’eau des rivières à petite échelle et de manière durable, afin que nous puissions récolter les avantages du rouissage à l’eau traditionnel tout en éliminant les effets écologiques sur les rivières. Ce projet reçoit le soutien essentiel de Natural Textiles Solutions, transformateur et fournisseur de fibres naturelles. Les étudiants ont consulté à plusieurs reprises au cours de la dernière année les propriétaires-exploitants de l'entreprise pour obtenir des commentaires sur leur conception, contribuant ainsi à l'affiner pour répondre aux besoins de l'industrie. Après avoir rassemblé nos données préliminaires sur son fonctionnement, nous proposerons un prototype à plus grande échelle à notre entreprise partenaire, qui pourra décider de la marche à suivre.
Le projet d'extraction au CO2 supercritique est un projet visant à dégommer la fibre de chanvre en extrayant la lignine et la pectine de la fibre en utilisant du CO2 dans un état supercritique. Le CO2 supercritique est un solvant sélectionnable et réglable en fonction de la température et de la pression de la molécule. Il existe déjà de nombreux dispositifs d’extraction supercritiques dans le secteur manufacturier. Par conséquent, si nous réussissons, il serait relativement facile de passer à un grand réacteur s’il existait une entreprise partenaire intéressée qui souhaitait adopter notre technique.
HT : De nombreux efforts de recherche universitaires restent théoriques. Le travail de votre équipe – développer des colorants, des matériaux et une infrastructure de test de fibres prêts à être commercialisés – semble différent. Comment cette approche pratique et orientée vers le marché a-t-elle évolué ?
Petite amie : Depuis le début du Kander Research Group, la majorité de nos projets se sont déroulés avec un partenaire industriel direct. Le Dr Kander et moi travaillons sur une « recherche appliquée » qui se concentre davantage sur des problèmes spécifiques et pratiques plutôt que théoriques. Un projet naîtra de deux manières. Soit une entreprise nous contacte avec un problème spécifique pour lequel elle a besoin d'aide, soit nous tombons sur une technologie intéressante dans la littérature qui fait spécifiquement l'objet d'un grand nombre de recherches à l'échelle du laboratoire mais qui n'a pas encore atteint un TRL (niveau de préparation technologique) de 5 à 6, que nous pouvons aider à faire passer au niveau du texte en présentant l'idée au bon partenaire industriel. Ce type de travail est très enrichissant car nous pouvons constater la différence que nos recherches font dans le fonctionnement de véritables entreprises.
HT : Quelles sont les plus grandes lacunes ou défis que vous constatez aujourd’hui dans les chaînes d’approvisionnement en fibre de chanvre nord-américaines, et comment votre équipe aide-t-elle à les résoudre ?
Petite amie : Les plus grands défis des chaînes d’approvisionnement en fibre nord-américaines sont les lacunes. Il existe une chaîne d’approvisionnement cohérente et fiable fournissant de la fibre de chanvre de bonne qualité et à un prix abordable aux États-Unis. Cependant, au cours de l’année écoulée, j’ai vu de nombreuses solutions créatives aux problèmes de dégommage et de décortication. Le groupe de recherche Kander contribue à cette discussion à travers nos projets de recherche que j'ai décrits ci-dessus. Nous espérons sincèrement que grâce à une collaboration continue et à la « coopitition », une méthode supérieure verra le jour et l’ensemble de l’industrie en bénéficiera.
HT : Comment voyez-vous l'opportunité de créer des pôles de fabrication régionaux aux États-Unis, comme celui que vous contribuez à établir en Pennsylvanie, dans le paysage mondial plus large du chanvre ?
Petite amie : Je pense que les centres de fabrication régionaux seront essentiels à la transformation du chanvre à grande échelle. En raison de la nature extrêmement légère et volumineuse du matériel végétal, les fabricants supportent des coûts élevés pour l’expédier sur de longues distances à l’état brut. Il est logique, pour des raisons logistiques telles que le coût du carburant, ainsi que pour des raisons de qualité des produits telles que la minimisation de la dégradation indésirable du matériel végétal, de créer des centres de fabrication à proximité de l'endroit où la plante est cultivée. Actuellement, un agriculteur cultivant du chanvre en Pennsylvanie dispose d’options très limitées pour faire décortiquer sa fibre dans l’État. Ce n’est pas un scénario réaliste pour créer une chaîne d’approvisionnement solide en fibres naturelles.
HT : Si vous pouviez brandir une baguette et créer une nouvelle infrastructure ou une nouvelle politique pour l’innovation en matière de fibre de chanvre, quelle serait-elle et pourquoi ?
Petite amie : J’agiterais ma baguette magique et créerais une exemption légale pour les céréales et les fibres des tests de cannabinoïdes. Avec toute l’hystérie qui règne à Washington ces dernières années, la législation concernant l’agriculture a été totalement balayée sous le tapis. Nous fonctionnons toujours dans le cadre du Farm Bill de 2018 et nous en avons dû adopter un nouveau à plusieurs reprises. Chaque année où les besoins des agriculteurs sont ignorés par le gouvernement est une nouvelle année de réglementation excessive inutile et d’impact financier potentiellement négatif.
HT : Votre parcours professionnel met en évidence un mélange rare de science technique en laboratoire et de réflexion sur le design. Comment votre expérience dans le domaine des matériaux biomédicaux et votre MBA éclairent-ils votre travail actuel dans l’innovation du chanvre ?
Petite amie : Mon travail dans des laboratoires biomédicaux a amélioré ma capacité à penser de manière critique, à comprendre la méthode scientifique et la nature continue de la recherche, et à rester flexible en ayant toujours besoin d'acquérir de nouvelles compétences. De telles compétences peuvent être appliquées à tous les domaines de recherche et restent utiles tout en travaillant dans le paysage en constante évolution du chanvre. L'obtention de mon MBA a été une expérience d'apprentissage importante en tant que scientifique de carrière. Cela m'a mis en contact avec des professionnels de tous types de carrières et m'a appris l'économie et les modèles commerciaux. Ce sont des expériences dont je m'inspire lorsque je travaille directement avec des professionnels de l'industrie, afin de pouvoir mieux articuler le travail technique d'une manière qui ait du sens pour nos partenaires non techniques.
HT : Vous avez parlé de votre passion pour le développement durable et l'agriculture. Qu’est-ce qui vous motive au quotidien dans la recherche, étant donné la lenteur avec laquelle les systèmes commerciaux évoluent parfois ?
Petite amie : Savoir que mes étudiants et moi travaillons sur des produits qui améliorent la vie tout en minimisant les dommages à la planète est extrêmement gratifiant pour moi. Se connecter avec des partenaires commerciaux et les voir s'enthousiasmer pour le projet que nous réalisons pour eux est gratifiant pour moi. Voir un étudiant devenir passionnément curieux de son projet, traverser des périodes de frustration, mais finalement réussir à exécuter son devoir est pour moi gratifiant. Quel que soit le domaine d’études, la plupart de vos recherches échoueront et vous devrez « chercher » à nouveau. Et encore. Et encore. Une citation attribuée à Albert Einstein dit : « Si nous savions ce que nous faisons, cela ne s’appellerait pas de la recherche, n’est-ce pas ?
HT : Avec autant de projets simultanés en cours à l’Université Thomas Jefferson, que devraient surveiller les acteurs de l’industrie ? Y a-t-il des avancées, des outils ou des collaborations en matière de recherche qui, selon vous, sont particulièrement prometteurs dans les mois et les années à venir ?
Petite amie : Cette réponse ne vous plaira peut-être pas, mais les acteurs de l’industrie devraient garder un œil sur nos étudiants diplômés. Bien que ce soit un grand privilège de travailler sur autant de projets importants, mon objectif ultime est de former des étudiants compétents et compétents, capables de découvrir le monde et de relever ses défis. Je pense que le « produit » le plus excitant produit par le groupe de recherche Kander et d’autres chercheurs sur le chanvre à Jefferson est le nombre croissant d’étudiants possédant des connaissances pratiques et non mystifiées sur le chanvre. Plus il y aura de gens dans l’industrie capables de considérer le chanvre sous un angle non sensationnel, plus il sera probablement pris au sérieux en tant que matériau.
