Biodégradation

La biodégradation est la décomposition de matières organiques par des micro-organismes comme les bactéries, les champignons ou les algues. La biodégradabilité est la qualité d'une substance biodégradable. Elle s'apprécie en tenant compte à la fois du degré de décomposition d'une substance et du temps nécessaire pour obtenir cette décomposition Journal officiel du 12 avril 2009. Une substance est dite biodégradable si, sous l'action d'organismes vivants extérieure à sa substance, elle peut se décomposer en éléments divers dépourvus d'effets dommageable sur le milieu naturel Journal officiel du 12 avril 2009.

La biodégradation est spontanée et parfois lente, ou peut être favorisée ou accélérée par des apports en nutriments ou de souches bactériennes sélectionnnées par exemple pour les pollutions du sol ou de l'eau par du fioul ou du pétrole brut. Les organismes qui dégradent les molécules complexes et stables sont plus rares et fonctionnent souvent mieux en association (ex : un ensemencement par des souches mixtes de Rhodococcus et Pseudomonas se sont montrées plus efficaces pour dégrader le fioul en milieu aquatique, et sans qu'on ai réussi a améliorer leurs performances en portant l'association à trois, quatre, ou cinq souches d'autres bactéries). L'association champignon/bactérie est très fréquente pour la dégradation de matières organiques^[1].

Explication

Maison traditionnelle presque entièrement biodégradable.

Exemple de couverts en matière plastique biodégradable.

Un matériau est dit biodégradable s'il a des caractéristiques de biodégradabilité. Un matériau est biodégradable s'il peut être converti en dioxyde de carbone ou en méthane, en eau et en biomasse sous l'effet des micro-organismes qui utilisent le matériau comme nutriment. Dans un milieu anaérobie, c'est-à-dire sans oxygène, la biodégradation est plus lente car l'oxygène est nécessaire aux microorganismes aérobies mais il existe toute une population de microorganismes qui sont actifs en milieu anaérobie. Dans ces conditions, la biodégradation peut quand même avoir lieu mais elle produit du méthane, gaz à effet de serre relativement puissant. C'est le cas, par exemple, des déchets à base végétale qui sont enfouis. Le compostage permet la biodégradation des matières organiques. Il ne faut pas tout confondre. Le compostage industriel et celui du fond du jardin. Le compostage industriel requiert un équipement spécifique pour le broyage, le compactage, l’aération, le retournement puis le criblage. Un produit dit compostable conforme à certaines normes l'est en général en compost industriel. Avant tout, les matières à composter doivent être soigneusement triées des matières non biodégradables, c’est un exercice auquel chaque consommateur doit se former.

Les matières plastiques hydrobiodégradables se biodégradent par hydrolyse. Elles sont à base végétale comportent une forte addition de produit fossile en générale du polyester aliphatique pour leur conférer des propriétés mécaniques satisfaisantes. Dans l’état actuel de la technique, elles ne peuvent toujours convenir pour l’emballage des aliments car elles sont sensibles à l'humidité et les qualités barrières pour la conservation des aliments n'est pas optimun. Un produit ne se biodégrade que s'il est en contact avec un environnement favorable en microorganismes. Un produit est photodégradable s’il y a dégradation sous l’effet des rayons ultraviolets. Les matériaux hydrosolubles se désagrègent sous l’effet de l’humidité. Certains matériaux sont dits oxobiodégradables : des additifs à base d'oligo éléments sont intégrés dans la matière par oxydation des liaisons carbone-hydrogène. Sous l'effet de la lumière et de la chaleur, la masse moléculaire du matériau diminue, le produit se fragmente et, aux environs de 5 000 daltons, il est accessible aux microorganismes et devient alors biodégradable : on parle alors de biodégradabilité acquise. Ces propriétés sont très intéressantes pour les produits qui peuvent se retrouver dans l'environnement et ces types de produits, bien que controversés, possèdent aujourd'hui de sérieuses références scientifiques.

Comportement du consommateur

Un article biodégradable ne doit pas être abandonné n’importe où. Une crotte de chien est parfaitement biodégradable, mais sur un trottoir ce n’est pas sa place. De même, un sac biodégradable qui flotte au vent sera une pollution visuelle durant plusieurs mois car les conditions nécessaires à son compostage ne sont pas réunies : 60° minimum et une humidité suffisante. Ceci est différent pour les oxo-biodégradables qui seront oxydés par les UV et la chaleur. La disparition visuelle du produit sera activée rapidement. L'étude de leur biodégradation et leur écotoxicité a été menée par plusieurs universités ; de plus une étude est publiée sur le site de l'ADEME.

L'acide polylactique est un exemple de matériau biodégradable. D'autre part, il ne faut pas systématiquement considérer qu’un matériau biodégradable est écologique. Certains sont issus de l’amidon des végétaux, qui sont parfois des maïs très gourmands en eau ou de variétés transgéniques comme l’acide polylactique, compostable mais non-biodégradable en dessous de 55 °C. Donc, bien que normé, il ne règle aucun problème environnemental. Il existe même des matériaux biodégradables issus du pétrole, ressource non-renouvelable.

Les principales applications industrielles de plastiques biodégradables et compostables sont les sacs distribués dans les supermarchés (38% de la consommation totale), le secteur de l'emballage (gobelets et récipients alimentaires, films, filets, mousses) ainsi que le secteur produisant des sacs plastiques pour la collecte et le compostage des déchets naturels.

Les acteurs NTM en clés du marché des plastiques biodégradables sont : Basf (Allemagne), NatureWorks LLC (États-Unis), Biotec (Allemagne, qui utilise de la fécule de pomme de terre), Novamont (Italie), Rodenburg Biopolymers (Pays-Bas), Vegeplast (France), Symphony Environmental (Angleterre), EPI (Canada) pour les oxo-biodégradables. À elles seules, ces entreprises totalisent plus de 90% du marché européen des plastiques biodégradables et leur part sur le marché mondial atteint des proportions du même ordre. L’association internationale des polymères biodégradables (International Biodegradable Polymers Association & Working Groups, IBAW) regroupe les fabricants de matière à bases végétales.Voir aussi le Biodegradable Products Institute.

Voir aussi

• Chimie organique
• Chaine carbonique

Références

1. ↑ L. M. Baryshnikova, V. G. Grishchenkov, M. U. Arinbasarov, A. N. Shkidchenko and L. M. Boronin, Biodegradation of Oil Products by Individual Degrading Strains and Their Associations in Liquid Media , Applied Biochemistry and Microbiology Volume 37, Number 5, 463-468, DOI: 10.1023/A:1010285705353

Liens externes

• Biomatdev - Information sur l'industrie des matériaux bio-sourcés et/ou biodégradables, normes, évènements et annuaire.