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Étant en plein essor, les plastiques dits biosourcés, semblent être le remède pour les problèmes environnementaux que les plastiques conventionnels accentuent davantage. D’ailleurs, ils trouvent leur place de plus en plus dans les projets industriels. ِQuelles sont donc les perspectives encourageantes ? Comment peut-on mener les coûts de ces plastiques à être plus compétitifs ? Comment rendre leur utilisation plus pratique?
Quels sont les plastiques biosourcés ?
Les plastiques biosourcés sont composés des polymères et/ou des charges d’origine totalement ou partiellement renouvelables (amidon, sucres, huiles, matières cellulosiques,…). Ils représentent aujourd’hui la très grande majorité des bio-plastiques produits dans le monde.
Selon le Livre « Les végétaux un nouveau pétrole ? » de Jean François Morot Gaudry, on peut en distinguer deux types :
les polymères possédant une structure identique à celle de leurs homologues pétro-sourcés (exemple : le PE biosourcé issu de la canne à sucre). Ayant les mêmes propriétés et mêmes performances techniques que ces derniers, ces polymères ne nécessiteront donc qu’un investissement minimum pour leur utilisation.
les polymères possédant une structure innovante différente de celles des polymères pétrochimiques existants (exemple : le PLA (acide polylactique) issu de l’amidon). Ayant des propriétés spécifiques, ces polymères permettent d’acquérir des nouvelles fonctionnalités comme celle de la biodégradabilité, bien que ces deux propriétés ne sont pas liées, c'est-à-dire qu’on peut trouver un polymère biodégradable sans qu’il soit biosourcé.
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Quels sont les avantages et les inconvénients de ces bio-plastiques ?
Les avantages des plastiques biosourcés
Les plastiques biosourcés présentent des atouts indéniables :
Ces bio-plastiques qui utilisent des ressources naturelles renouvelables donnent des opportunités économiques moyennant la réduction du recours aux ressources fossiles et ainsi l’indépendance en matières premières fossiles du secteur [2].
Ils luttent contre l’augmentation des gaz à effet de serre en minimisant les rejets de gaz carbonique.
Ils luttent contre la pollution. Ils sont soit recyclables, soit compostables.
Ils permettent de préserver l’équilibre et la pérennité des bioraffineries(1) .
Ils offrent un nouveau débouché pour l’agriculture en stimulant le développement des activités agricoles et en ciblant l’accès à des nouveaux marchés.
Ils utilisent des ressources en biomasse considérées actuellement comme des déchets non valorisables (lignine)
Les inconvénients des plastiques biosourcés
Dans la famille des plastiques biosourcés, on note principalement deux inconvénients
Le coût : En comparaison avec les plastiques conventionnels, le coût de ces plastiques est élevé, ce qui n’encourage pas les consommateurs à basculer vers les biosourcés.
Les problèmes de tri:Par exemple, lors de la collecte des déchets des plastiques biosourcés pour effectuer un compostage par exemple, on ne doit pas se tromper. Alors qu’il n’est pas facile réellement de différencier entre ces deux types de plastiques.
Dans quels secteurs les plastiques biosourcés peuvent-ils intervenir ?
Le secteur de l’automobile
Depuis des décennies, les polymères biosourcés ont eu lieu dans le secteur de l’automobile. D’ailleurs, le polymère PA11 produit à partir d’huile de ricin qui est capable de substituer voire de surpasser le PA 12 d’origine fossile est utilisé pour fabriquer par exemple des lignes de carburant utilisé sous capot [3].
Répartiteur d’Essence en Rilsan PA11 d’ARKEMA
De même en 1930, FORD a fabriqué des pièces intérieures automobiles en plastique à base de protéine de soja.
Plante de Soja
Et à nos jours, ces matériaux plastiques biosourcés sont de plus en plus utilisés dans le secteur de l’automobile (les tableaux de bord, les garnitures de portières et certaines pièces de l’habitacle), tout en améliorant l’empreinte carbone des véhicules et en apportant une résistance mécanique accrue, un allègement de poids et des propriétés d’absorption des acoustiques et des vibrations [3]
A titre d’exemple, Toyota a opté à une alternative biosourcée pour la conception de ses tableaux de bords et de ses panneaux d’intérieurs de portières en développant un matériau composite biosourcé constitué du PLA et renforcé par les fibres de chanvre(2) [4].
Plante du chanvre
Le secteur de la construction
Aujourd’hui, Grace à leurs atouts environnementaux, l’utilisation des matériaux biosourcés apparaît comme une solution efficace afin d’assurer la performance environnementale d’un bâtiment.
Et déjà on trouve une gamme très large des plastiques biosourcés utilisés dans le secteur de la construction: des isolants à base de fibres végétales, des granulats pour renforcer le béton, des composites plastiques à fibres végétales… D’ailleurs la filière ‘matériaux biosourcés et construction’ a été reconnue par le Commissariat général au développement durable comme l’une des 18 filières « vertes » ayant un fort potentiel de développement économique dans les années à venir [4].
Le secteur de l’emballage
Le secteur de l’emballage plastique est un des débouchés les plus importants pour les matières plastiques biosourcés. Étant résistants aux graisses et constituants une barrière aux odeurs et arômes jugés cancérogènes, les plastiques biosourcés représentent l’alternative la plus prometteuse dans le domaine de l’emballage [4].
On retrouve souvent des pots de yaourt en PLA, des barquettes pour les fruits et les légumes composés de cellulose ou amidon.
Des briques et des packagings des glaces totalement biosourcé
Et déjà pour la conception de l’emballage de ses bouteilles Coca-Cola utilise un nouveau PET biosourcé à base de matières premières ligno-cellulosiques [3]. Et même Danone et Nestlé Waters, ont évoqué leurs efforts combinés pour lancer en 2020 une bouteille en PET 100% biosourcé. Encore il y’a un nouveau polymère qui devrait émerger dans le marché en 2020, le PEF. Étant un polymère entièrement biosourcé et présentant des propriétés barrières et thermiques supérieures, le PEF (polyéthylène furanoate) est le candidat idéal pour l’emballage de boissons et de produits alimentaires ou non alimentaires [5].
Le secteur de la santé
Le président d’honneur de l’association ‘chimie du végétal’ de la France ‘Christophe Dahlem’ affirme qu’on a réussi à trouver des molécules d’origine biosourcé pour remplacer des substances toxiques et cancérogènes qui peuvent exister dans les plastiques, comme le bisphénol A .(une molécule soupçonnée de perturber le développement des organes et la fertilité chez l’homme) dans le polycarbonate et les phtalates (Substances cancérogènes ) dans les PVC.
Biberon sans Bisphénol A
Quelle fin de vie envisagée pour les plastiques biosourcés ?
La fin de vie des plastiques biosourcés peut avoir deux directions : soient qu’ils sont régénérés et recyclés comme les plastiques classiques, soient qu’ils vont finir par être des composts organiques nutritifs.
Les plastiques biosourcés recyclables (réutilisables)
Les polymères biosourcés possédant une structure identique à ceux d’origine pétrochimique (PE, PET…) ont l’avantage d’être apte à la transformation et la granulation en utilisant les mêmes filières de recyclage que ceux-ci [2].
Les plastiques biosourcés compostables
Et quant à ceux de structure innovante, Ils sont généralement compostables. En fait, ils présentent des propriétés spécifiques permettant de satisfaire de nouvelles fonctionnalités comme la biodégradabilité. Ce qui présente pour certaines utilisations notamment dans le secteur agricole un intérêt environnemental, technique et économique [2]. Citons à titre d’exemple les films de paillage, car ce film une fois utilisé, ses fragments vont finir par se bio-dégrader tout en enrichissant le sol en matière organique et nutriments [6].
Conclusion
L’omniprésence des plastiques (pétro-chimiques) qui mettant plusieurs années voire des décennies pour se dégrader engendre des désastres environnementaux, comme l’épuisement des ressources pétrolières (non renouvelables), le réchauffement climatique induit par l’augmentation des gaz à effet de serre et la pollution. D’où l’urgence de se basculer vers les plastiques biosourcés. Ces derniers semblent être la solution la plus miracle.
bioraffineries(1) : Ce sont les installations industrielles qui transforment la biomasse en biomatériaux.
Chanvre(2) : C'est une plante annuelle, caractérisée par la taille de sa tige et sa fibre végétale est désormais utilisée de préférence pour désigner la plante industrielle.
Références
[1] Livre Les végétaux un nouveau pétrole ? jean françois Morot Gaudry
[2] Formule verte (Les matériaux biosourcés s’imposent en douceur) – juin 2014
[3] Conseil formation plasturgie (Les matières plastiques biosourcés est une industrie naissante) Avril2015
[4] (données présentées lors de la 12ème conférence d’Européen Bio-plastics) novembre 2017
[5] ADEME (les plastique biosourcés) septembre 2013
[6] (Nature Plast ‘les avantages techniques des matières bio-plastiques’).
