Les bioplastiques sont des polymères issus de ressources renouvelables ou des plastiques biodégradables. En cette période d'incertitudes environnementales, les bioplastiques peuvent représenter une alternative crédible.
Article rédigé par Marilyne Oswald.
Focus :
Ne pas confondre biodégradable et compostable
Un plastique biodégradable se dégrade dans l'environnement par suite de phénomènes biologiques (action de microorganismes tels que les bactéries, algues ou champignons).
Un plastique compostable se dégrade, sans laisser de résidus toxiques, par l'action de microorganismes lors du processus de compostage. Dans un compost, l'équilibre entre déchets, air, eau et température doit être adéquat. Un matériau est dit compostable lorsqu'il est compatible avec les conditions qui règnent dans les systèmes de compostage municipaux.
De nombreuses organisations internationales et nationales ont travaillé dans le domaine de la biodégradabilité et du compostage afin de préciser ces notions en les encadrant par des normes claires et des tests bien définis. La norme européenne EN 13432 permet de déterminer, grâce à des tests normalisés ISO, la biodégradabilité et la compostabilité dans un temps donné et de contrôler la concentration des métaux lourds et l'absence de toxicité. Le seuil de biodégradabilité demandé de 90% doit être atteint en six mois au maximum.
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Réchauffement climatique, prise de conscience écologique, baisse des réserves en énergies fossiles... Le "bio" est dans l'air du temps et redonne un certain élan au marché des bioplastiques. Simple concept écomarketing ou alternative scientifiquement crédible ? Eléments de réponse.
Aujourd'hui, le marché est peuplé d'aliments, de médicaments, voire de matières synthétiques qui sont le résultat de la biotechnologie moderne. Nous n'en avons pas toujours conscience car le mot biotechnologie reste souvent sans écho pour la plupart d'entre nous ou alors est source de confusion. C'est essentiellement parce que le terme "bio" est plus souvent employé dans le contexte de "l'agriculture biologique" ou encore dans des substantifs tels que le "biogaz" alors qu'ils ne concernent en général pas la biotechnologie proprement dite. Pourtant, la biotechnologie industrielle (ou blanche) se présente, à l'heure actuelle, comme l'un des instruments les plus prometteurs pour la mise en place d'une chimie durable. Elle vise à satisfaire les besoins d'aujourd'hui sans mettre en péril ceux des générations futures.
La biotechnologie industrielle se caractérise par l'emploi de systèmes biologiques pour la fabrication, la transformation ou la dégradation de molécules grâce à des procédés enzymatiques ou de fermentation dans un but industriel. Elle est utilisée comme alternative aux procédés chimiques classiques et transforme des matières premières renouvelables issues de l'agriculture et de la sylviculture. En effet, le réchauffement climatique et l'épuisement des ressources fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel, exploités à la fois pour produire de l'énergie et comme matière première de la chimie du carbone) ont conduit à rechercher activement des produits de substitution répondant aux mêmes besoins d'utilisation. La mobilisation de ressources renouvelables peut, dans certaines conditions, apporter des réponses positives à ces préoccupations. Dans ce contexte, la production de bioplastiques est actuellement en pleine expansion.
Biopolymères et bioplastiques
L'idée de fabriquer des plastiques à partir de ressources agricoles n'est pas nouvelle. Dès1930, Henry Ford faisait appel aux protéines de soja pour produire des pièces automobiles. La seconde guerre mondiale mit fin à cette production et la technologie a été mise ensommeil. Le mot "bioplastique" est un néologisme qui ne correspond pas à une définition précise. Il regroupe sous un nom général les plastiques issus de ressources renouvelables végétales ou animales et les plastiques biodégradables qui peuvent être issus de ressources renouvelables ou d'origine fossile. En réalité, les bioplastiques sont en tout ou partie fabriqués à partir de biopolymères qui sont biodégradables ou du moins aptes à subir un processus de décomposition. Ces biopolymères sont soit issus de la pétrochimie (polymères de synthèses ou associés à des composés naturels) soit totalement dérivés de ressources renouvelables.
Les biopolymères issus de matières premières renouvelables peuvent être naturels (extraits de végétaux traités), d'origine microbienne ou bien synthétisés par des organismes vivants à partir de cellulose, d'amidon, de sucres, d'huiles, de protéines végétales ou animales (voir tableau). Les principales sources de matières premières utilisées actuellement en Europe sont les céréales, la betterave sucrière et la pomme de terre. Les polymères d'origine microbienne s'obtiennent directement par accumulation dans le cytoplasme de bactéries en état de fermentation. Ces bactéries utilisent des sucres ou de l'amidon pour produire des polyesters comme les polyhydroxyalcanoates (PHA). Les polymères synthétiques sont quant à eux également obtenus par fermentation bactérienne, mais dans ce cas le résultat est un monomère qu'il faut encore chauffer pour le transformer en polymère. C'est le cas de l'acide lactique, obtenu à partir de fermentation de sucres qui est polymérisé en acide polylactique (PLA). Au final, ces biopolymères peuvent être combinés entre eux afin d'améliorer leurs propriétés intrinsèques.
Des produits prometteurs mais un marché encore limité
Grâce à leurs performances et à leurs propriétés spécifiques, les bioplastiques pénètrent avec succès certains marchés de niche comme de masse. Avec 11% de déchets ménagers en plastique dans notre pays, dont 80% d'emballages, les fabricants d'emballages, de films, de sachets plastiques et autres produits jetables se voient de plus en plus contraints par les nouvelles considérations écologiques de la société d'adapter leurs produits. Ainsi, l'emballage alimentaire, le sac de sortie de caisse, la restauration rapide et les ustensiles jetables sont des segments qui présentent un fort potentiel de marché et qui commencent à voir fleurir des offres réellement abouties. Mais les produits les plus avancés sont les films de paillage utilisés en agriculture qui correspondent à un marché où le biodégradable répond à un besoin et à une demande existante : économie en coûts de ramassage, de nettoyage et de main d'oeuvre. Remarquons tout de même que le plastique ne représente que 4% des utilisations du pétrole qui est très majoritairement employé comme carburant. Les bioplastiques ne pourront donc pas à eux seuls répondre à la problématique actuelle du pétrole. Aujourd'hui la capacité de production des matières plastiques biodégradables est de 300.000 tonnes par an, chiffre à mettre en comparaison avec les 225 millions de tonnes de matières plastiques produites chaque année dans le monde. Ainsi, les bioplastiques sont encore loin de remplacer les plastiques conventionnels. Différents scénarios de développement des bioplastiques ont été étudiés par la Commission européenne en fonction notamment de la mise en place de politiques plus ou moins incitatives en faveur du déploiement des bioplastiques et de l'avancement des technologies de production des biopolymères. Les estimations montrent que la part de marché des bioplastiques en 2010 sera comprise entre 1% et 2% (elle était inférieure à 0,1% en 2002) et entre 1% et 4% à horizon 2020. Ainsi, même avec des taux de croissance annuelle compris entre 40% et 50% entre 2000 et 2010, puis entre 6% et 12% jusqu'en 2020, le marché des bioplastiques est et restera très faible.
Un bilan environnemental contrasté
A cette incertitude économique, s'ajoute une incertitude environnementale. A l'image des biocarburants, les bioplastiques font l'objet d'études globales sur le bilan environnemental de leur cycle de vie, de la production des végétaux à la fin de vie des produits. Les résultats ne sont pas unanimes. Une étude récente de Bio Intelligence Service réalisée pour Eco-Emballages conclu que "le caractère renouvelable des résines dites biodégradables n'apparaît pas comme un atout environnemental meilleur que les autres plastiques utilisés dans l'emballage". Seuls certains bioplastiques présenteraient des bénéfices par rapport aux plastiques d'origine pétrolière et ce pour certains types d'emballages. La question de la consommation d'eau lors de la phase de production des résines poserait notamment des problèmes. Par ailleurs, selon les normes en vigueur un matériau dit "biodégradable" doit être assimilable à au moins 90% par les microorganismes en un temps donné, le résultat ultime de cette assimilation étant la production de CO2 et d'eau. Il apparaît pourtant que certains bioplastiques ne sont pas forcément biodégradables selon cette définition. Autre fait aggravant, certains fabricants sont amenés à ajouter des additifs pas toujours issusde ressources renouvelables afin d'améliorer les performances techniques des bioplastiques.
Pour Bernard Hérodin, directeur général d'Eco-Emballages : "La situation est encore tropconfuse. La définition même des bioplastiques n'est pas claire et les intérêts partent dans tousles sens entre ressources renouvelables et biodégradabilité." Le recyclage s'avère comme lameilleure fin de vie des emballages d'origine végétale car leur tri et leur compostage s'avéreratrès difficile voire impossible. En effet, il sera difficile pour le particulier ou l'agent de tri de différencier les emballages en bioplastiquesdes autres emballages. De plus, il s'avère quele compostage de ces bioplastiques ne sera pasaussi facile que celui des déchets fermentesciblesmême s'ils sont dits biodégradables. Ainsi, si l'onconsidère que le profil environnemental d'unproduit doit prendre en compte l'ensemble deson cycle de vie, les bioplastiques ne sont pasnécessairement les plus intéressants en termesde production de gaz à effet de serre et deconsommation d'énergie.
Les initiatives françaises
En 2010, les produits de l'industrie chimique mondiale seront issus à 20% de ressources renouvelables. En Europe, l'Allemagne et la France sont leaders en matière de recherche et d'innovation dans ce domaine. La France affiche ses ambitions dans le domaine des bioplastiques notamment au travers des activités du pôle de compétitivité Industrie et Agro-Ressources (IAR). Ce pôle a vocation à rassembler les acteurs de la recherche, de l'enseignement et de l'industrie de Champagne-Ardenne et de Picardie autour d'un axe commun : les valorisations non alimentaires du végétal. Parmi ses domaines d'actions stratégiques se trouvent les biomatériaux. Plusieurs projets ont déjà été labellisés dans le domaine de la raffinerie du végétale dont deux avec un équipementier automobile pour le développement de nouveaux matériaux issus à 100% de la bioindustrie (céréales, lin, chanvre...) et destinés à l'intérieur des véhicules automobiles. Une collaboration avec le pôle de compétitivité rhônalpin Axelera a également été initiée dans le but d'accélérer la mutation vers une chimie d'avant-garde intégrant la maîtrise de l'environnement par l'écoconception.
Avec le programme BioHub, la société Roquette, premier amidonnier français et quatrième mondial, compte également jouer un rôle de premier plan dans l'innovation industrielle au service de la production de produits chimiques issus de matières premières agricoles. En 2006, Limagrain Céréales Ingrédients a lancé officiellement Biolice, le premier bioplastique issu de la recherche et de l'agriculture française, fabriqué à partir des grains entiers de céréales et non d'amidon. Biolice peut se substituer à la plupart des thermoplastiques notamment pour la fabrication de sacs de caisse ou de film de paillage.
Un exemple d'utilisation originale et connue de cette matière est le sac à sapin qui est ainsi devenu 100% biodégradable depuis l'année dernière. Ainsi, même si pour l'instant la question du devenir des bioplastiques est encore ouverte, leur potentiel est vaste et prometteur et il faudra donc compter avec eu ans le paysage économique à venir.
A lire également : - BIO INTELLIGENCE SERVICE. Biodégradables / bioplastiques - Les emballages issus des ressources renouvelables. Eco-Emballage, 2007. 10 pages, http://www.ecoemballages.fr/cache/media/orig/13172.pdf
