Les bioplastiques : l'alternative de demain ?

Comme compléments et en partie alternative aux plastiques traditionnels, les bioplastiques semblent constituer une démarche logique devant être nécessairement accomplie au regard d'une industrie des plastiques moderne et axée sur l'avenir. Ils auront donc bien évidemment leur place sur le salon K 2013 qui se tiendra du 16 au 23 octobre à Düsseldorf. Une discussion portant sur le pour et le contre, le rôle futur et le potentiel du marché des bioplastiques ne saurait être menée sans avoir défini clairement au préalable le sens du préfixe « bio », souligne Prof. Dr.-Ing. Christian Bonten de l'Institut IKT (Institut de la technique des plastiques) de l'université de Stuttgart.

Un préfixe, deux significations :
plastiques biodégradables et plastiques biosourcés

Plastiques biodégradables
À quelques faibles quantités de substances près, les plastiques biodégradables se composent exclusivement de polymères et d'additifs biodégradables. Il est avéré que des bactéries spéciales et leurs enzymes transforment les plastiques biodégradables en biomasse, CO2 ou méthane, eau et minéraux, après que la macromolécule ait été auparavant fortement fragmentée par d'autres mécanismes de dégradation. Pour qu'un plastique ait le droit d'être qualifié de compostable en Europe, il doit être décomposé au moins à 90 % en fragments d'une taille inférieure à 2 mm au plus tard après 12 semaines sous des conditions clairement définies. C'est uniquement à cette condition que l'exploitation économique et sans dérangements d'une installation de compostage peut être garantie.

Les plastiques biodégradables ne sont pas obligatoirement fabriqués à base de matières premières renouvelables ; ils peuvent aussi être issus du pétrole. La biodégradabilité ne dépend donc pas de la matière première mais de la structure chimique d'une matière plastique. Les polylactides (PLA), dénommés également polyacides lactiques, les polyhydroxyalcanoates (PHA), les dérivés de cellulose, l'amidon mais aussi le polybutylène adipate-co-téréphtalate (PBAT) à base de pétrole ainsi que le polybutylène succinate (PBS) sont des exemples de polymères biodégradables. Par contre, le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polytéréphthalate d'éthylène (PET) ou le polyamide (PA) ne sont pas biodégradables.

Plastiques biosourcés
Les plastiques biosourcés sont, eux, des matières premières renouvelables issues de la nature. Ils ne sont néanmoins pas obligatoirement biodégradables. L'adjectif « biosourcés » veut uniquement dire que les atomes de carbone des chaînes moléculaires proviennent de la nature d'aujourd'hui et qu'ils sont donc « bio ». Actuellement, on obtient des plastiques biosourcés à partir de différents glucides ou hydrates de carbone comme le sucre, l'amidon, les protéines, la cellulose, la lignine, les biograisses ou les huiles. L'acide polylactique (PLA), le polyhydroxybutyrate (PHB), les dérivés de cellulose (CA, CAB) et les dérivés d'amidon font entre autres partie des polymères biosourcés au même titre que le bio-polyéthylène (PE) par exemple. Ce dernier est intégralement gagné à partir de canne à sucre brésilienne ; il possède des propriétés similaires à celles d'un polyéthylène traditionnel mais n'est pas biodégradable. Aux polymères tout du moins en partie biosourcés mais non biodégradables viennent également se joindre les plastiques courants renforcés de fibres naturelles comme les nouveaux polyamides et polyuréthanes.

Bioplastiques – production à l'échelle mondiale
À l'échelle de la production mondiale des polymères qui chiffre à près de 235 millions de tonnes de matières plastiques, le rôle tenu par les bio-plastiques n'est à l'heure actuelle encore que mineur. Compte tenu de la croissance importante du marché, European Bioplastics pronostique une capacité de production mondiale de bioplastiques de quelque 5,8 millions de tonnes d'ici 2016 ; les chiffres annoncés par l'Institut nova en mars 2013 sont de plus de 8 millions de tonnes d'ici 2016 et de quelque 12 millions de tonnes de plastiques biosourcés d'ici 2020.

D'après les indications fournies par l'association des producteurs European Bioplastics, les plastiques biodégrables, dont la production atteint quelque 100 000 tonnes, se sont encore taillés en 2009 la part du lion des capacités globales mondiales en bioplastiques. Depuis 2010, les taux de croissance des plastiques biosourcés dépassent sensiblement ceux des plastiques biodégradables. À en croire les pronostics émis par les associations, et en dépit d'une croissance constante, ils ne devraient représenter plus qu'environ un septième de la production globale des bioplastiques en 2016. La majeure partie des bioplastiques sera certes biosourcée mais non biodégradable.

Exigences accrues – également pour les bioplastiques
Les plastiques sont appelés à remplir des exigences toujours plus poussées dans le cadre d'applications techniques toujours plus nombreuses. Ceci s'applique également aux bioplastiques. Il y a du retard à rattraper en terme de reproductibilité ; quant aux propriétés barrières, à la durée de vie et à la compatibilité avec d'autres biopolymères et additifs, un potentiel d'amélioration considérable est encore de mise.

Les bioplastiques et leurs applications actuelles
Les plastiques biodégradables sont généralement employés là où la propriété de dégradation s'avère particulièrement utile. Ceci est par ex. le cas dans l'agriculture pour les films de paillage ou les pots horticoles ; ils n'ont pas besoin d'être collectés et évacués en fin de phase d'utilisation mais peuvent être enfouis dans le sol sur les lieux mêmes pour se transformer en biomasse. Dans les foyers privés, les sacs dégradables destinés aux déchets ménagers ont conquis un marché ; il est possible de les composter en même temps que leur contenu.

Applications actuelles pour bioplastiques
(Source : Hochschule Hanovre, IfBB – Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe)

• Produits ménagers/proches des produits ménagers: Arrosoirs, aspirateurs, pailles


• Équipements de bureau: Ustensiles et appareils d'écriture, rollers correcteurs, règles


• Mobilier: Chaises


• Gestion des déchets: Sachets et sacs à déchets (compostables)


• Agriculture/aménagement des jardins et paysages: Films et non-tissés agricoles, distributeurs, pots horticoles


• Catering: Couverts et vaisselle à jeter, sacs à déchets


• Construction: Manches d'outils, chevilles, isolations PUR bio, matières calorifuges,revêtements de terrasses, tapis et revêtements de sols


• Articles électriques: Boîtiers pour souris d'ordinateurs, claviers, téléphones, portables, gaines pour câbles

Les plastiques biosourcés ont également leur place dans les applications électroniques de consommation et automobiles. Pour son véhicule hybride « Sai » uniquement disponible au Japon, Toyota a réalisé, à partir du millésime 2011, un équipement intérieur basé à 80 % sur des matières premières renouvelables. Ceci est devenu possible grâce à l'utilisation d'un PET bio, un plastique issu de la canne à sucre. Mais le PLA ou une mousse de polyuréthane (PUR) à base de soja est employé aujourd'hui dans les composants automobiles les plus différents. Rares sont les constructeurs automobiles qui renoncent entièrement aux bioplastiques ou qui n'envisagent pas de renforcer leur utilisation sur leurs véhicules.

Ceux qui souhaitent s'informer sur les potentiels et les chances, les dernières mises au point et les applications innovantes des bioplastiques en auront largement l'occasion sur les stands des exposants du salon K 2013. Le plus grand salon mondial de l'industrie des matières plastiques et du caoutchouc se déroulera cette année du 16 au 23 octobre à Düsseldorf.
Par ailleurs, des petits-déjeuners d'affaires dédiés aux bioplastiques, des séminaires de courte durée sur des thèmes choisis de la branche, auront lieu du 17 au 19 octobre, respectivement de 8 h 00 à 12 h 00.

Août 2013

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