Dans le contenant en plastique recouvert de tissu, un instrument de mesure expérimental, des madeleines, du pain d’épice... Le 22 avril, cette boîte accompagnera Thomas Pesquet à bord de la capsule Crew Dragon de Space X. L’emballage, conçu par le CNES dans le cadre de la mission Alpha, est moins ordinaire qu’il n’y paraît. Ses parois alvéolaires ont été imprimées avec du polyhydroxyalcanoate (PHA), un bioplastique qui a l’avantage d’être biodégradable en conditions de compostage domestique et d'être assimilable par les micro-organismes par hydrolyse enzymatique. Le matériau a été retenu par ComposiTIC, plate-forme de transfert technologique située à Ploemeur (Morbihan), et l'Université Bretagne Sud, pour répondre à la demande du groupe agroalimentaire Henaff et de la structure "Innovons à 360°".
"Nous avons étémissionnés pour développer une alternative aux mousses pétrosourcées", indique Yves-Marie Corre, ingénieur de recherche et responsable du plateau technique de ComposiTIC, impatient de mieux comprendre les conditions de biodégradabilité du matériau en gravité zéro. Cette participation s’intègre au sein du projet Eco Pack, initié par le fabricant de produits en conserve, à la demande du CNES. "Henaff participe depuis plusieurs années au conditionnement des menus consommés par les spationautes. Ils sont chargés de réfléchir aux emballages qui seront utilisés lors de futurs voyages spatiaux."
E. Araujo CNES Hénaff, fabricant du pâté du même nom, fournit des aliments aux missions spatiales et réfléchit donc à de futurs conditionnements bas carbone. Photo: ComposiTic.
Un an de recherche sur les propriétés mécaniques et de vibration
E. Araujo CNES-CADMOS Les emballages alimentaires doivent être pensés pour prendre un minimum de place. Photo: ComposiTic.
"Un an de recherche a été nécessaire pour valider les propriétés mécaniques et de vibration des parois », précise Yves-Marie Corre. Outre les travaux menés sur la résistance du matériau, les ingénieurs lorientais ont également œuvré à sa fonctionnalisation. Des espaces ont été créés dans la mousse pour optimiser la place et embarquer la nourriture. Ces rangements ont été conçus pour répondre au commentaire du spationaute français qui avait estimé, au retour de son premier séjour spatial, que les étuis prenaient trop de place. Dans le cadre de prochaines missions, d’autres fonctions sont envisagées.
Culture végétale et impression 3D
ComposiTIC La structure alvéolaire, qui doit pouvoir être réutilisée, est par exemple imaginée comme support de culture végétale ou comme matière pouvant être imprimée en 3D à bord. Photo: ComposiTic.
"L’idée est que le PHA serve d’apport nutritif", explique Yves-Marie Corre. Une fois la mission de protection de l’emballage achevée, les parois pourraient être transformées en "pot de fleurs". "En ajoutant un gel de croissance, cela permettrait de faire pousser des légumes". Une autre piste de valorisation consiste à utiliser la mousse pour produire des objets à bord de la station spatiale internationale (ISS). "Une fois broyé et transformé en filaments, le PHA servirait à produire des objets avec une imprimante 3D".
Des bactéries à la production
Sur terre, l’utilisation du PHA reste encore confidentielle. "De nombreux projets ont vu le jour depuis une dizaine d’années, observe l’expert des plastiques et des composites, mais faute de demande du marché, la production industrielle est parfois mise en stand-by", . Le coût de ce polymère "100% naturel" demeure encore un frein. A la différence d’autres résines dites "vertes", l’une des particularités du PHA tient à sa production. Les granulés proviennent d’un réacteur de biochimie dans lequel des bactéries s’activent en état de stress. Alimentés en sucre – de coproduits issus de l’agriculture, par exemple -, les organismes le convertissent en PHA à mesure qu’ils sont privés d’un nutriment (oxygène, azote…).
La terre après l'espace?
"Souple ou dure,la propriété finale du plastique dépendra de ce que l'on donne à manger aux bactéries et des conditions dans lesquelles elles se développent", explique Yves-Marie Corre, qui souligne la complexité de l’opération pour obtenir un rendement optimal. "Cinq sociétés dans le monde, essentiellement asiatiques, en fabriquent à l’échelle industrielle", indique l'ingénieur. Un nombre qui pourrait croître conjointement aux besoins en plastique renouvelable. "Les demandes de recherche sur les biomatériaux sont énormes", reconnaît Yves-Marie Corre, pour qui les actuelles tensions sur les matières premières pourraient servir de catalyseur.
