Bioplastique

Les bioplastiques sont issus de ressources renouvelables, telles que le maïs, la patate douce, le blé, la canne à sucre ou l’huile de ricin.

L’utilisation de bioplastiques, en lieu et place des plastiques issus des hydrocarbures, permet une réduction des rejets de gaz à effet de serre (comme le dioxyde de carbone, CO₂) lors de la production. En effet, les plantes ayant servi à la fabrication du bioplastique ont absorbé du CO₂ pendant leur croissance. Après leur utilisation, les bioplastiques vont restituer le carbone qu'ils contiennent sous forme de CO₂, qui sera à nouveau capté par d'autres plantes. Le bilan carbone est neutre en théorie mais il faut prendre en compte les facteurs émetteurs de CO₂ tel que les engrais ou l'énergie nécessaire à la transformation du matériau. La valorisation du bioplastique par le recyclage, le compostage ou même la combustion est aussi possible, ce qui permet de diminuer ces facteurs.

Les bioplastiques ne sont pas forcément biodégradables au sens de la norme internationale. Leur intérêt provient essentiellement de leur caractère renouvelable.

Les bioplastiques sont à base de polymère. Les polymères sont présents partout dans la nature, dans le bois, dans les fruits ainsi que dans les fourrures d'animaux.

A l'inverse, il y a des plastiques d'origine pétrochimique telle que la Poly(e-caprolactone) qui sont biodégradables, et d'autres qui sont dégradables (ou oxo-dégradables) grâce à des charges métalliques qui vont accélérer leur dégradation en présence de lumière et d'oxygène. Bien évidemment, ces plastiques ne rentrent pas dans le cadre du développement durable, mais les industries pétrochimiques essaient parfois de les présenter comme tel.

Les bioplastiques se présentent souvent sous la forme de matériaux composites utilisant des renforts et/ou résines d'origine bactérienne ou végétale. Ils sont une combinaison de résines thermoplastiques ou thermodurcissables et de renforts sous forme de poudres, fibres, tissus ou non-tissés. Les technologies de production sont principalement l'injection et la thermocompression.

Les bioplastiques sont caractérisés par le fait que :

• la résine pétrochimique est remplacée par une résine végétale ou bactérienne

et/ou

• les renforts (fibres de verre, fibres de carbone) sont remplacés par des fibres naturelles (chanvre, lin, sisal, jute...).

Ces marchés sont en forte croissance, principalement du fait de l'augmentation des prix du pétrole, des obligations de recyclage et de respect de l'environnement.

Applications

Les bioplastiques biodégradables sont utilisés notamment pour les articles jetables, comme les articles de conditionnement et de restauration (vaisselle, couverts, casseroles, bols, pailles). Ils sont également souvent utilisé pour les sacs de déchets organiques, où ils peuvent être compostés avec les déchets alimentaires ou vert. Certains bacs et conteneurs pour les fruits, les légumes, les œufs et la viande, des bouteilles pour boissons gazeuses et de produits laitiers et des feuilles blister pour les fruits et les légumes sont fabriqués à partir de bioplastique. Les bioplastiques non biodégradables sont plutôt réservés aux applications non jetables, telles que les boitiers de téléphone mobile, les fibres de moquette, et les intérieurs de voiture, conduits de carburant ainsi que les tuyaux en plastique. De nouveaux bioplastiques électroactifs sont développées pouvant être utilisés pour transporter le courant électrique^[1].

Recherche

Les bioplastiques sont un sujet de recherche très actif dans la recherche fondamentale comme dans la recherche appliquée.

Sharp

En 2007, six brevets ont été déposés pour les techniques mises en œuvre par Sharp pour créer ce nouveau matériau. Le groupe Sharp a précisé : « Notre technique permet d’intégrer 30 % de plastique végétal dans un polystyrène. » Sharp dit vouloir employer ce matériau aux vertus écologiques pour les caissons de ses appareils dès 2007.

Types de bioplastiques

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Acide PolyLactide (PLA)

Poly-3-hydroxybutyrate (PHB)

Polyamide 11 (PA 11)

Polyéthylène biodérivé

Bioplastiques génétiquement modifiés

Impact environnemental

Confection des emballages en PLA

Bouteilles fébriquées en acétate de cellulose sont biodégradables

Pailles en PLA

boîte fabriquée en PLA

La production et l'utilisation des bioplastiques est généralement considérée comme une activité durable en comparaison avec la production de plastique à partir du pétrole (pétroplastiques), car elle repose moins sur des combustibles fossiles comme source de carbone et induit également moins d'effet de serre net lors de la biodégradation. Elles réduisent aussi considérablement la diffusion de déchets dangereux causés par des matières plastiques dérivées du pétrole, qui restent solides pendant des centaines d'années, et ouvrent ainsi une nouvelle ère dans les technologies de l'emballage et l'industrie^[2].

Cependant, la fabrication de ces matériaux bioplastiques est encore souvent dépendante du pétrole comme source d'énergie et de matériaux. Il s'agit notamment de l'énergie nécessaire aux machines agricoles ainsi qu'à l'irrigation des cultures, de la production d'engrais et de pesticides, du transport des produits végétaux aux usines de transformation, de la transformation des matières premières, et, finalement, de la production du bioplastique, bien que des énergies renouvelables puissent également être utilisées pour arriver à l'indépendance pétrolière.

Le fabricant italien de bioplastique Novamont^[3] indique dans son propre rapport d'audit environnemental^[4] que la production d'un kilogramme de son produit à base d'amidon utilise 500 g de pétrole et consomme près de 80% de l'énergie nécessaire pour produire un polymère de polyéthylène traditionnel. Les données environnementales de NatureWorks^[5], le seul fabricant commercial d'APL (acide polylactique), avance que la fabrication de son matériau plastique offre une économie de combustible fossile d'entre 25 et 68 pour cent par rapport au polyéthylène, en partie grâce à son achat de certificats d'énergie renouvelable pour son usine de fabrication.

Une étude détaillée du processus de fabrication d'un certain nombre d'articles d'emballage communs à plusieurs matières plastiques traditionnelles et acide polylactique réalisé par Franklin Associates et publié par le Athena Institute montre que certains bioplastiques engendrent moins de dégâts pour l'environnement, mais que les autres en engendrent plus^[6]. Cette étude ne considère cependant pas la fin de vie des produits, et ignore donc les émissions de méthane des plastiques biodégradables qui peuvent survenir dans une décharge.

Alors que la production de la plupart des bioplastiques émet moins de dioxyde de carbone que les alternatives traditionnelles, il existe des préoccupations réelles sur le fait que la création d'un réseau mondial de bioéconomie pourrait contribuer à une accélération du taux de déforestation s'il n'est pas géré efficacement^{[réf. nécessaire]}. Il existe également des préoccupations liées à l'impact sur l'approvisionnement en eau et l'érosion des sols. D'autres études ont montré que les bioplastiques conduisent à une réduction de 42% de l'empreinte carbone^[7].

Cependant, le bioplastique peut aussi être issu de sous-produit agricoles^[2] ou de bouteilles en plastique et autres récipients usagés à l'aide de micro-organismes^[8].

biodégradation des bioplastiques

Emballage en coussin d'air fait en PLA

La terminologie utilisée dans le secteur des bioplastiques est parfois trompeuse. La plus grande partie de l'industrie utilise le terme de bioplastique pour désigner un plastique issu d'une source biologique. Un des plus anciens films plastiques de cellulose est fabriqué à partir de cellulose de bois. Tous les plastiques (bioplastiques et pétroplastiques) sont techniquement biodégradables, ce qui signifie qu'ils peuvent être dégradés par les microbes dans des conditions appropriées. Cependant, de nombreux se dégradent à un rythme trop lent pour être considérés comme biodégradables. Certains plastiques d'origine pétrochimique sont considérés comme biodégradables, et peuvent être utilisés comme additifs pour améliorer la performance de nombreux bioplastiques commerciaux^{[réf. nécessaire]}. Les bioplastiques non biodégradables sont appelés durables. Le degré de biodégradation varie avec la température, la stabilité du polymère, et la teneur en oxygène. Par conséquent, la plupart des bioplastiques ne fera que se dégrader dans les conditions strictement contrôlées d'unités de compostage industriel. Dans les tas de compost ou tout simplement dans l'eau ou le sol, la plupart des bioplastiques ne se dégrade pas. Les bioplastiques à base d'amidon peuvent, eux, se dégrader dans les conditions naturelles^[9]. Une norme reconnue internationalement, EN13432^[10], définit la vitesse et dans quelle mesure un plastique doit être dégradée dans des conditions de compostage commercial pour qu'il soit considéré comme biodégradable. Cette norme est publiée par l'Organisation internationale de normalisation ISO et est reconnu dans de nombreux pays, y compris toute l'Europe, le Japon et les États-Unis. Cependant, elle est définie uniquement pour les conditions agressives d'une unité de compostage commercial. Il n'existe à ce jour aucune norme applicable aux conditions de compostage domestique.

Le terme plastique biodégradable a également été utilisé par les producteurs de produits pétrochimiques pour des plastiques spécialement modifiés qui semblent se biodégrader^[11]. Les plastiques traditionnels tels que le polyéthylène sont dégradés par ultra-violet (UV) et oxygène. Pour empêcher ce processus les fabricants ajoutent des produits chimiques de stabilisation. Cependant avec l'ajout d'un initiateur de la dégradation de la matière plastique, il est possible de réaliser un processus contrôlé de désintégration UV/oxydation. Ce type de plastique peut être appelé plastiques dégradables ou plastiques oxodégradable ou plastiques photodégradable parce que le processus n'est pas initié par l'action microbienne. Bien que certains fabricants prétendent que les résidus des plastiques dégradables dégradées seront attaqués par des microbes, ces matériaux dégradables ne répondent pas aux exigences de la norme de compostage commercial EN13432. L'industrie des bioplastiques a largement critiqué les plastiques oxodégradables, dont l'association du secteur dit qu'ils ne répondent pas à ses exigences. Les plastiques oxodégradables sont des produits conventionnels à base de pétrole, auxquels ont été adjoints certains additifs qui initient la dégradation. La norme ASTM utilisés par les producteurs de plastiques oxodégradables est seulement une indication et nécessite seulement 60% de biodégradation. Le docteur Baltus, de l'Agence nationale d'innovation américaine, a dit qu'il n'y avait aucune preuve de la capacité réelle des organismes de consommer et de biodégrader les plastiques oxodégradables^{[réf. nécessaire]}.

Recyclage

Certains craignent également que les bioplastiques mettent en danger les projets de recyclage existants^{[réf. nécessaire]}. Les emballages tels que bouteilles de lait en PEHD et des bouteilles d'eau minérale et de boissons en PET sont facilement identifiables et donc la mise en place d'une infrastructure de recyclage a été un succès dans de nombreux pays, bien que seulement 27% de tous les plastiques sont réellement recyclés^[12], le reste finissant dans les décharges et les océans. Toutefois, les matières plastiques comme le PET ne peuvent pas être mélangées avec le PLA, ce qui rend le PET inutilisable si les consommateurs ne parviennent pas à distinguer les deux lors de leur tri. Le problème pourrait être surmonté en créant types de bouteilles différenciés ou en investissant dans la technologie de tri appropriée.

Notes et références

1. ↑ http://www.scienceblog.com/cms/bioplastics_flex_their_electronic_muscles_9406
2. ↑ ^{a et b} http://www.bioplastics24.com/content/view/1342/2/lang,en/
3. ↑ ::: Novamont :::
4. ↑ http://www.materbi.com/ing/html/PDF/EPD_PE_180202.pdf
5. ↑ http://www.natureworksllc.com/media/Files/LCA/ghg%20release_north%20america_10%2005%2005_final.pdf http://www.natureworksllc.com
6. ↑ Microsoft Word - WT re DOW final Report 2.doc
7. ↑ http://www.bioplastics24.com/content/view/1345/2/lang,en/
8. ↑ http://www.bioplastics24.com/content/view/1313/2/lang,en/
9. ↑ EOS magazine, October 2009
10. ↑ http://www.ilex-envirosciences.com/leaflets/EN13432.pdf
11. ↑ Les fabricants de sacs en plastique biodégradable qui ont menti sur la biodégradabilité de leurs produits font face à une action en justice dans l'État américain de Californie pour l'utilisation trompeuse des termes biodégradables ou compostables
12. ↑ http://earth911.com/recycling/plastic/plastic-bottle-recycling-facts/

Liens externes

Bioplastiques, définition, fabrication et utilisation