Biosourcé : quand le plastique se met au vert

Depuis la redécouverte du « septième continent » de plastique dans l’océan Pacifique, connu depuis 1997 [1], le plastique est devenu un indésirable. Au point qu’en France, la loi relative à la transition énergétique intègre dans le Code de l’environnement la réduction de l’incidence sur l’environnement de certains produits en plastique à usage unique comme les cotons tiges et la vaisselle jetable [2]. Ils y seront interdits à la vente à partir de janvier 2020.

L’Union européenne a adopté en 2018 une directive relative à la réduction de l’incidence sur l’environnement de certains produits en plastique [3], en se focalisant sur les déchets plastiques les plus répandus, retrouvés sur les plages, comme les bouchons en plastique, qui devront être solidaires de la bouteille dès 2021.

Les modes de consommation étant difficiles à modifier, les textes réglementaires se focalisent sur les produits en plastique plutôt que sur l’origine de la pollution, à savoir la création et la gestion des déchets en plastique.

C’est dans ce contexte que les plastiques dits « biosourcés » ont su trouver leur place comme matériaux de substitution aux plastiques issus du pétrole. Mais que sont ces plastiques ? Sont-ils de sérieuses alternatives ?

Ces matériaux, appelés également « biopolymères » ou « bioplastiques », sont des polymères d’origine végétale ou animale, c’est-à-dire issus de la biomasse. Les polymères ou plastiques communément utilisés dans l’emballage alimentaire sont, eux, issus du pétrole.

Le terme « biosourcé » indique l’origine du matériau. Il ne préjuge pas de sa fin de vie. Ainsi, un polymère biosourcé, tout comme un polymère issu du pétrole, pourra être biodégradable, recyclable, compostable ou valorisable par incinération.

Aujourd’hui, le terme de biosourcé intègre tout matériau constitué d’un minimum de 40 % de plastique issu de la biomasse [4]. Cette définition est intégrée dans le Code de l’environnement où les plastiques biosourcés ne sont pas considérés comme des « plastiques » au même titre que ceux issus du pétrole et pourront être utilisés dans la fabrication de cotons tiges ou de vaisselle jetable à partir de 2020.

Les plastiques biosourcés existent pourtant depuis le début du XX^e siècle. Ils n’ont pas su trouver de marché pour se développer pour des raisons de concurrence directe, notamment avec les plastiques issus du pétrole, beaucoup moins coûteux et présentant un plus large éventail de propriétés, grâce en particulier à une possibilité de combinaisons chimiques plus importante. Dans les années 2000, le développement de nouveaux plastiques biosourcés s’est accéléré, pour répondre à la question de l’épuisement des ressources naturelles non renouvelables comme le pétrole.

Aujourd’hui, les plastiques biosourcés existent sous deux catégories distinctes :

Les plastiques biosourcés synthétiques

Le principe de la fabrication de ces plastiques est le même que pour les plastiques issus du pétrole. Des molécules sont extraites de la biomasse puis utilisées pour la synthèse d’un polymère par voie chimique. Ainsi, il est possible de retrouver des PET ¹ ou des PEHD ² biosourcés, ces plastiques étant utilisés dans la fabrication de bouteilles alimentaires. Ils présentent des propriétés identiques à celles de leurs équivalents issus du pétrole : ils ne sont pas biodégradables ni compostables. Le PLA ³, souvent utilisé en remplacement du PET pour la fabrication de bouteilles d’eau ou de couverts compostables fait partie de cette catégorie.

Les polymères naturels

Contrairement aux plastiques synthétiques, les matières utilisées ne sont pas modifiées chimiquement : la matière principale est un polymère naturel (amidon par exemple) qui est transformé par des procédés thermomécaniques. L’ajout d’additifs permet de rendre le matériau plus malléable et résistant à certaines conditions d’utilisation. Les applications sont limitées pour ce type de plastique biosourcé parce que la modification est apportée par mélange et non par voie chimique. Cela réduit considérablement les possibilités de modification des propriétés de la matière extraite de la biomasse.

Prenons un exemple : l’amidon utilisé dans la fabrication de sacs compostables est hydrophile, ce qui le rend très sensible aux conditions d’utilisation. Sans modification, il n’a ni la fluidité ni la résistance mécanique nécessaires pour sa mise en forme. Pour qu’il puisse présenter ces nouvelles performances, il est mélangé à d’autres polymères issus du pétrole. De la glycérine y est également ajoutée pour le rendre plus fluide pendant sa mise en forme. Mais les industriels font en sorte que ces modifications ne remettent pas en cause le compostage du film obtenu.

Les plastiques biosourcés posent un problème socio-économique lié à l’utilisation de ressources pouvant être destinées à l’alimentation. L’utilisation de déchets de l’industrie alimentaire, comme la bagasse (résidu de la canne à sucre), est une alternative qui commence à se développer, avec des applications industrielles concluantes.

Les plastiques biosourcés sont donc une alternative aux plastiques issus du pétrole, sans pour autant pouvoir les substituer complètement. Comme le précise l’Ademe [5], les plastiques biosourcés sont intéressants d’un point de vue économique et environnemental parce qu’ils permettent l’utilisation de ressources renouvelables pour la fabrication de plastiques. Mais leur impact environnemental et sociétal doit être étudié en considérant les enjeux liés à la gestion durable des sols.