Le plastique végétal, une révolution ?

Début septembre, au terme d’analyses, la Comission internationale pour la protection des eaux du Léman (CIPEL) s’inquiétait de la présence de microplastiques dans le Léman. Ces derniers pouvant obstruer les voies digestives et bloquer les voies respiratoires des poissons et des oiseaux, en plus de transporter des agents cancérigènes. Face à ces problèmes et aux nombreux autres causés par le plastique, des chercheurs se penchent sur des alternatives comme le bio-plastique, un plastique fait de plantes et qui se décompose. Serait-ce la solution miracle pour que nos déchets cessent de polluer l’eau et les sols? Rien n’est moins sûr…

Il en existe une cinquantaine de formes, on en trouve dans tout et partout, même là on où certains n’en voudraient pas. On le jette sans y faire attention et il finit souvent bien loin d’où il a atterri : le plastique, ce matériau si pratique et tant utilisé mais encore largement sous recyclé de par le monde. Issu du pétrole, le plastique commun pollue à tous les stades : de l’extraction des matières premières à sa destruction en passant par sa fabrication. Il prend en moyenne 405 ans pour se décomposer, et c’est pourquoi à force de le jeter on en retrouve des continents entiers dans les océans, avec des effets désastreux sur la nature.

Le recyclage du plastique, un enjeu de taille

Un rapport de l’Office fédéral de l’environnement explique que l’incinération des plastiques, dont 8000 tonnes de PET, représente 13% des incinérations de déchets en Suisse. Des incinérations qui coûtent à la collectivité approximativement 900 millions de francs par an. En 2008 déjà, 400’000 bouteilles à l’heure étaient triées dans les centres de recyclage en Suisse. Du PET recyclé qui composera environ 30% de chaque nouvelle bouteille. Ce recyclage coûte cher mais rapporte beaucoup : la revalorisation du plastique récupéré permet d’économiser 36 millions de litres de pétroleet de diminuer l’impact écologique du plastique de moitié en Suisse. Et si notre plastique était biodégradable, cela nous ferait-il économiser de l’argent, du pétrole et de l’air pur ? Selon l’Office fédéral de l’environnement, en se basant sur des résultats d’études de 2009 et 2011, cette voie nécessite de passer par des plastiques en cellulose végétale issue du maïs ou de la betterave. Pourtant, ces ressources alternatives renouvelables ne se montrent pas très concluantes. Le bénéfice gagné lors du processus de destruction étant largement compensé par l’augmentation des charges en pesticides, engrais, terres cultivables, et autres lors de la production et de la transformation du produit.

Le chanvre, une solution miracle ?

Face à cette impasse, de nouvelles études se sont intéressées à des candidats novateurs comme sources de cellulose végétale. La cellulose est un polymère naturel que l’on retrouve dans les parois cellulaires des plantes et de certaines algues. Déjà utilisée dans de nombreux plastiques, leur taux d’utilisation ne dépasse pas souvent 30% dans des bouteilles composées majoritairement de polymères issus d’hydrocarbure. Le chanvre pourrait toutefois bien changer la donne.

Parmi les solutions étudiées, ce dernier est en effet un candidat prometteur. Il contient 60% à 75% de cellulose, qui après une transformation, permet d’obtenir un celluloïd résistant, dense, facilement modulable et léger. De plus, il est beaucoup moins coûteux à produire et stocke plus de CO2 que le lin et le coton par exemple.. Enfin, il est très fertile et pousse beaucoup plus vite ce qui accentue la rentabilité des parcelles. Pour ces raisons, les bioplastiques en chanvre des produits qui non seulement polluent moins mais participent aussi à la lutte contre les gaz à effet de serre. Sans compter que cette plante s’adapte facilement à la culture en intérieur, dans des usines à plusieurs étages, et permettrait donc également d’économiser en terres agricoles.

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projet de bouteille biodégradable à base de chanvre

De nombreuses entreprises se lancent sur le marché que ce soit aux USA ou en Australie. Des start-ups mais aussi de grandes multinationales comme Coca mettent en avant leur prototype qu’ils vantent comme biodégradables et issus de matières premières renouvelables. Pourtant la machine peine à se mettre en route. La quantité de produits polluants utilisés est souvent gardée secrète tout comme les procédés de fabrication pour conserver la propriété intellectuelle des brevets. A tout cela s’ajoute la méfiance naturelle des consommateurs vis-à-vis de la nouveauté. Confronté à ces obstacles, existe-t-il une solution miracle ? En parallèle à mes recherches personnelles, j’ai eu la chance d’interroger Lucas Montero, chercheur à l’Institut Adolphe Merkle et auteur d’une thèse sur les bioplastiques tirés d’huile végétale.

Fabrication du plastique, une affaire de Lego

Lucas Montero

Des matières premières renouvelables et des produits biodégradables certes, mais le procédé est-il polluant ? Lucas Montero explique que fabriquer un plastique, c’est comme construire une maison en Lego. Il faut différentes pièces, des monomères, que l’on va assembler entre elles pour en faire des polymères. Le pétrole a l’avantage d’avoir dans sa composition chimique les bonnes pièces de Lego. La cellulose végétale et les autres sources de monomère végétal au contraire sont composées d’une multitude de pièces inutilisables. Séparer le bon grain de l’ivraie s’avère malheureusement couteux et polluant. De plus, les solvants utilisés durant la fabrication et jetés ensuite se révèle un gros frein à l’industrialisation.

La qualité écologique d’un produit, son impact sur l’environnement, est au final déterminé par un calcul simple : prenez la quantité de déchets qui est créée pour fabriquer votre produit et divisez-la par la quantité de produits finis que vous avez produite. Plus le rapport est proche de un, mieux c’est pour notre planète. Or, avec l’utilisation de tels procédés polluants, le plastique végétal voit son facteur environnemental grimper au plafond. La production n’est possible bien souvent qu’en laboratoire et pas au niveau industriel. Sans compter qu’utiliser des ressources renouvelables comme le maïs ou la betterave signifie moins de place pour l’agriculture censée nous nourrir.

Certains procédés, pourtant, pourraient faire la différence. Ceux notamment qui usent d’enzymes pour faire du plastique à partir d’amidon, par exemple. Ces enzymes travailleraient pour nous comme des ciseaux précis et non-polluants pour préparer les monomères dont nous avons besoin. Un problème d’un tout autre type émerge alors, prévient le chercheur : les coûts d’un changement de chaîne de production et de recyclage sont non seulement très élevés mais iraient aussi contre l’intérêt de ceux qui profitent de l’utilisation du plastique d’hydrocarbure.

Les investisseurs, le vrai frein à l’innovation ?

Les industries plastiques et les usines de recyclages PET constituent un gagne-pain pour de nombreuses personnes mais ces dernières pourraient très certainement trouver un emploi dans les nouvelles chaînes de production. Non, ce sont les investisseurs qui ralentissent, voir obstruent la transition écologique. Ces industriels du pétrole et du plastique seraient les seuls perdants car ils ne pourraient plus récolter l’argent que nous perdons à recycler nos plastiques. Entre les lobbyistes qui ne veulent pas voir advenir le temps du plastique végétal et les entreprises qui matraquent nos esprits d’une propagande vantant de manière souvent erronée et incomplète le caractère écologique de leur plastique, difficile de savoir à qui se fier.

Toutefois, ne soyons pas trop prompt à jeter la pierre. Lucas Montero nous intime de rester prudent et de ne pas être naïf par ignorance. Parce que même un procédé de fabrication non polluant, ce qui est un grand progrès, ne garantit pas la biodégradabilité. Ce qui donne ses propriétés aux polymères issus d’hydrocarbures ne vient pas du pétrole. Du moins, cela ne tient pas au pétrole lui-même. C’est la façon dont sont structurés les monomères dans le polymère. Donc nous pourrions recréer cette structure avec potentiellement n’importe quoi, mais ça ne résoudrait pas notre problème. Nous aurions toujours du plastique partout où nous n’en voulons pas, sauf qu’il serait issu d’une source renouvelable. L’espoir du chercheur est que l’on trouve un jour un moyen de fabriquer un polymère résistant, léger et transparent qui ait aussi la propriété de se décomposer naturellement dans les bonnes conditions,c’est-à-dire de préférence quand nous n’en avons plus l’usage. L’inévitable pénurie de pétrole qui nous guette serait également résolue. Mais d’après ses connaissances, jusqu’à maintenant, toutes les tentatives ont échoué.

Y a-t-il encore de l’espoir ?

Mais continuer de polluer avec une nouvelle ressource de base ne résout pas le problème du réchauffement climatique. Car comme nous l’avons vu, bâtir la même maison avec des Lego verts ou avec des Lego noirs a les mêmes effets et reste non-biodégradable. Ce n’est donc pas de sitôt que nous pourrons déguster de délicieuses boissons dans des bouteilles que nous pourrons jeter au compost sans remords. Mais l’espoir demeure si nous faisons tous le choix de risquer de perdre énormément d’argent pour ne pas perdre la vie des générations à venir.

Lexique sommaire sur le plastique

Biodégradable : la dégradation biologique n’est pas associée à la matière première elle-même ; elle est exclusivement obtenue par le biais de la structure chimique du matériau. Ainsi, certains plastiques classiques, issus de ressources fossiles, sont aussi biodégradables. En principe, une matière est réputée biodégradable lorsqu’elle se décompose complètement dans la nature – idéalement jusqu’à sa désagrégation en éléments chimiques simples comme l’oxygène ou le dioxyde de carbone. Cette décomposition est appelée la minéralisation. Les conditions (température, humidité, etc.) dans lesquelles celle-ci se produit effectivement et sa durée peuvent varier fortement selon la matière. Différentes directives et normes (p. ex. la norme européenne EN 13432) décrivent ces conditions.

Biosourcé : en principe, les bioproduits présentent les mêmes avantages que le plastique : légèreté et résistance. À l’inverse du plastique classique, ils ne sont pas entièrement fabriqués à partir de pétrolemais sont issus par exemple du maïs ou de la betterave à sucre. Si la publicité vante les mérites de ces plastiques pour la nature, des études d’impact sur l’environnement donnent une image plutôt décevante : les gobelets en plastique classiques sont aujourd’hui sur un même pied d’égalité que les bioplastiques d’un point de vue écologique global. Car la culture des aliments à la base de la fabrication des bioproduits et la transformation qui suit nécessitent également beaucoup de ressources. Il faut en effet utiliser de grandes quantités d’eau, d’engrais, de pesticides et de carburants et, surtout, des terres cultivables. Pour que tous les produits en plastique soient biosourcés, 7 % des terres cultivables dans le monde seraient nécessaires à la production des matières premières. Bien que la fabrication de bioplastique ne présente pas encore actuellement de meilleurs résultats écologiques que le plastique classique, de nouveaux développements des matières pourront certainement augmenter les atouts du bioplastique à l’avenir (ifeu 2011 ; UBA 2009).

Le PEF (polyéthylène furanoate) est développé par Avantium, une entreprise néerlandaise, depuis une dizaine d’années. Ce polymère est obtenu à partir de sucre de betterave ou de canne et il possède des caractéristiques physiques égales ou supérieures au PET, notamment de meilleures propriétés barrières vis-à-vis de l’oxygène, du dioxyde de carbone et de l’eau. De quoi permettre de prolonger la durée de vie des produits contenus dans ces nouveaux emballages.

Le PLA (acide polylactique) est également connu depuis plusieurs années. Il est d’ailleurs largement utilisé pour l’impression 3D personnelle. Ce plastique est malgré tout inférieur au PET. « Il est plus poreux à l’oxygène, explique Thomas Lefevre, directeur de Nature Plast. Cela se traduit par une durée de vie plus courte (environ 1 an) et une évaporation du contenu. On ne pourrait pas l’utiliser avec des boissons gazéifiées par exemple ». Autre problème : une moins bonne résistance à température élevée. Les deux problèmes peuvent être résolus par l’ajout d’additif durant la fabrication comme cela se fait généralement dans l’industrie plastique. Mais de tels procédés doivent être étudiés et mis en œuvre de manières indépendantes pour chaque plastique.