8.3.25

LE PLASTIQUE VOIT L'AVENIR EN VERT

Une nouvelle génération de bioplastiques capables de reproduire les propriétés du plastique traditionnel ouvre la voie à UN emballage plus durable.

En raison de la fluctuation des prix du pétrole et d'une plus grande sensibilisation des clients au développement durable, on observe une demande croissante de bioplastiques de nouvelle génération dans le domaine du conditionnement.


«Le secteur des bioplastiques n'est pas encore très développé mais il est en plein essor et en constante évolution, explique Jim Lunt, directeur général de la société de consulting américaine Jim Lunt & Associates. L'un des enjeux essentiels de l'industrie [du conditionnement] est de remplacer les matériaux dérivés du pétrole qui est une énergie non renouvelable s'épuisant rapidement.»


Selon le Bioplastics Council (qui fait partie de la Society of the Plastics Industry), un bioplastique est un plastique biodégradable et/ou biosourcé. La première génération de bioplastiques était surtout destinée aux produits à usage unique et pouvant être compostés après leur utilisation, comme les plateaux, les tasses, les sacs et les films en plastique.


Aujourd'hui, ce secteur progresse et, selon Jim Lunt, certaines entreprises tiennent ce raisonnement: «Nous allons fabriquer exactement les mêmes plastiques que ceux utilisés depuis des décennies mais nous allons remplacer le pétrole par une ressource renouvelable.»


Se passer du pétrole

Parmi les nouveaux bioplastiques, le PET (polyéthylène téréphthalate) non dérivé du pétrole est sans doute le plus important. Le PET est un polymère solide et résistant à la chaleur. Environ 50 millions de tonnes de ce matériau sont produits chaque année, principalement pour répondre à la demande des sociétés d'embouteillage et de conditionnement. C'est pour cette raison que, selon Jim Lunt, «le bio-PET est aujourd'hui un sujet  d'une brûlante actualité dans l'industrie».


Le bio-PET est actuellement produit à partir d'éthylène glycol biosourcé, mais 70% du produit est encore dérivé du pétrole. Parmi les produits en bio-PET, la PlantBottle™ de Coca-Cola contient 30% de monoéthylène glycol (MEG), produit fabriqué à partir de mélasse de sucre, un dérivé de l'industrie sucrière. Le reste est fabriqué à partir d'acide téréphtalique purifié (PTA), un dérivé du pétrole. L'objectif, pour les industriels, est de parvenir à remplacer ce PTA par un produit biosourcé.


La course est donc lancée. PepsiCo affirme avoir déjà développé en laboratoire une bouteille PET biosourcée à 100%. Des entreprises comme Gevo, Draths, Annelotech ou Virent ont par ailleurs annoncé avoir mis au point différentes méthodes de fabrication du PTA à partir de ressources renouvelables. Le PTA peut ensuite être transformé en PET biosourcé à 100%, ce que les scientifiques n'étaient pas encore parvenus à faire de manière rentable.


Des coûts fluctuants

Pourquoi cette quête d'un PET 100% à base de plantes? Une des raisons essentielles: les fluctuations permanentes duprix du pétrole, qui se traduisent par descoûts instables pour les contenants. «Les entreprises comme Pepsi et Danone, par exemple, souhaitent réduire leur dépendance aux produits dérivés du pétrole, continue M. Lunt, et veulent disposer d'une chaîne d'approvisionnement fiable où les prix ne fluctuent pas de façon importante.» Les matériaux tels que les bio-PET peuvent répondre à cette demande, mais à l'heure actuelle, le coût de fabrication d'une bouteille en bio-PET est supérieur d'au moins 30 à 40% à celui d'une bouteille en PET standard.


«Le principal objectif est d'arriver à un coût similaire, souligne Lunt. La plupart des entreprises savent que le clientest exigeant et ne sera pas prêt à payer davantage.»


L'évolution de ce secteur est également influencée par les craintes des consommateurs liées à la toxicité des matériaux dans les plastiques dérivés du pétrole. De plus, la fabrication de ces plastiques est censée entraîner une plus grande consommation d'énergie et une plus forte production d'émissions de gaz à effet de serre que les solutions biosourcées. C'est un aspect important pour les entreprises qui veulent montrer à leurs clients que leurs actions s'inscrivent dans une démarche plus soucieuse de l'environnement.


Analyse du cycle de vie

Certaines sociétés utilisent l'analyse du cycle de vie (ACV) pour étudier le véritable impact des bioplastiques, en étudiant le processus d'un bout à l'autre, depuis la production agricole du biomatériau jusqu'à la fin de vie de l'emballage.


«Remplacer le pétrole fossile par des produits biosourcés pour fabriquer desplastiques vous permet de réduire l'empreintecarbone », explique Philippe Roux, de l'institut de recherche français Cemagref. En effet, le bilan carbone des plantes elles-mêmes est neutre (le carbone atmosphérique capturé par les plantes est réémis quand on les utilise) alors que pour les matériaux fossiles, le bilan est négatif : le carbone émis dans l'atmosphère ne reste pas piégé dans les sols.


Mais le bilan devrait s'équilibrer si l'on prend en compte les émissions de carbone supplémentaires engendrées par l'utilisation d'énergies fossiles et de matériaux durant la phase de production agricole, ainsi que les émissions de fertilisants, comme l'oxyde nitreux.


Ainsi, se limiter à l'empreinte carbone conduirait à des transferts de pollution. L'ACV tient donc compte de plusieurs autres effets, notamment de l'écotoxicité due à l'utilisation des pesticides dans l'agriculture ou du ruissellement des fertilisants dans les cours d'eau, à l'origine du développement d'algues qui utilisent l'oxygène disponible et détruisent la biodiversité de l'eau.


M. Lunt souligne que la production de bio-PET implique une étape supplémentaire dans la conversion du bioéthanol en éthylène. De même, en fonction de la méthode adoptée pour obtenir du PTA biosourcé, des étapes supplémentaires peuvent s'avérer nécessaires par rapport au PTA dérivé du pétrole. «La durabilité, ce n'est pas seulement arrêter d'utiliser du pétrole. La durabilité, c'est utiliser moins de pétrole, consommer moins d'énergie et réduire les émissions de gaz à effet de serre», affirme-t-il.


Rotation des cultures

Pour la production des matières premières, de nombreux bioplastiques dépendent des cultures vivrières. Or, l'utilisation de terres arables et de produits alimentaires à des fins industrielles prête de plus en plus à controverse.


«De nombreux consommateurs craignent que l'utilisation de cultures vivrières comme le maïs pour la production de l'éthanol n'entraîne une hausse des prix alimentaires et ne se fasse au détriment de l'alimentation des populations, constate M. Lunt. Les experts affirment que ce n'est pas le cas, mais la perception des consommateurs est difficile à changer.»


Les entreprises se tournent donc vers d'autres solutions, comme les déchets de bois et les tiges de maïs. Pepsi envisage également la possibilité d'utiliser d'autres types de déchets, comme les pelures d'oranges ou de pommes de terre et les écales d'avoine.


Mais selon Philippe Roux, en matière d'ACV, il faut aussi tenir compte du ramassage des résidus de cultures. Si on les laisse dans les champs, ces résidus sont amenés à pourrir et à amender la terre; si on les enlève, les matières organiques et minérales restent moins dans les sols, ce qui oblige à recourir aux fertilisants artificiels pour l'assolement suivant.


Une norme industrielle?

Les bioplastiques représentent actuellement moins de 1% de la totalité des plastiques fabriqués dans le monde mais, selon Jim Lunt, «le marché des produits recyclables, renouvelables, durables et non-compostables est en plein essor». Ces nouvelles générations de matériaux sont plus adaptées aux possibilités de recyclage offertes par les infrastructures existantes, qui se développent rapidement.


Les prix du pétrole continuent à fluctuer et les bioplastiques sont en train de passer du bureau d'étude au laboratoire voire à la production à grande échelle : la bouteille 100% en bio-PET est donc destinée à devenir réalité.


Un nouveau défi industriel a fait son apparition: pour le relever, il faudra apprendre à maîtriser la chaîne d'approvisionnement d'une biomasse de qualité constante, avec des bio-raffineries efficaces et au même coût que le PET traditionnel dérivé du pétrole.