Le plastique rêve d’un avenir biosourcé

La brique n’est pas le seul point commun entre Tetra Pak et Lego. Pour réduire leur empreinte carbone, les deux industriels misent sur la substitution des polymères d’origine fossile par un plastique d’origine végétale. Si le fabricant du célèbre jeu d’assemblage a investi 130 millions d’euros dans la création du Sustainable materials centre en 2015, pour remplacer l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) de ses 30 milliards de pièces annuelles, c’est parce que ce plastique pèse 90 % de ses émissions carbone.

En attendant de trouver la matière durable capable de garantir la résistance et la brillance requises, le danois a fait un premier pas vers les agroplastiques. En août 2018, il a intégré du polyéthylène (PE) d’origine végétale dans des éléments de décor (des arbres, plantes et feuilles). Un symbole plus qu’autre chose : seuls 80 éléments sur les 3 600 qu’il commercialise sont concernés.

Tetra Pak est plus avancé. L’industriel poursuit la transformation de ses briques alimentaires en remplaçant le polyéthylène d’origine fossile de la fine couche interne (au contact de l’aliment) par un bioplastique issu de la canne à sucre. La matière est certifiée par la norme Bonsucro chain of custody pour la canne à sucre d’origine responsable. Comme celle de Lego.

En 2030, la brique sera « renouvelable, recyclable et zéro carbone », assure Chakib Kara, le directeur général France et Benelux de Tetra Pak. En adoptant un plastique biosourcé en lieu et place d’un pétroplastique, la brique d’un litre standard – qui contient aussi de l’aluminium et du carton – réduit de 20 à 30 % ses émissions de dioxyde de carbone.

Temps de renouvellement réduit

Lorsque le plastique est recyclé pour le même usage, « on parle de boucle fermée. Alors que dans le cas du pétrosourcé, on va chercher du carbone qui était enfoui dans des couches géologiques profondes et qui ne participait pas à la création de biomasse végétale via la photosynthèse », explique Vincent Verney, chercheur au CNRS et expert des polymères. « Si le produit est 100 % biosourcé, le C02 issu de sa dégradation est 100 % renouvelable, tandis qu’il est 100 % fossile dans sa version pétropolymère », précise le scientifique, qui travaille à l’Institut de chimie de Clermont-Ferrand (Puy-de-Dôme).

On cherche des monomères et des molécules qui viennent de la biomasse. Il y a aussi des travaux fondamentaux sur l’utilisation du CO2 pour refaire de nouveaux plastiques.

—  Vincent Verney, chercheur au CNRS et expert des polymères

Utiliser la ressource végétale offre un autre avantage. Son temps de renouvellement, que cela soit pour le maïs, la pomme de terre ou la canne à sucre (les principales ressources pour produire des biopolymères), est bien inférieur à celui du pétrole ou du gaz. Le recours aux déchets végétaux ouvre aussi de nouvelles perspectives du côté de la recherche et du développement. « On cherche des monomères et des molécules qui viennent de la biomasse, témoigne Vincent Verney. Il y a aussi des travaux fondamentaux sur l’utilisation du CO2 pour refaire de nouveaux plastiques. »

Le plastique biosourcé, une matière d’avenir alors que son équivalent issu d’hydrocarbures est de plus en plus critiqué ? Ce plastique durable ne pèse pour l’instant pas bien lourd face à son cousin pétrochimique. En 2017, il représentait environ 1 % des 359 millions de tonnes de plastiques consommés dans le monde. Mais la demande ne cesse de croître. Selon l’association European Bioplastics, la capacité de production mondiale devrait passer de 2,1 millions de tonnes en 2020 à 2,9 millions de tonnes en 2025. « Le marché est en nette progression », confirme le pétrolier Total, qui estime son rythme de croissance « entre 10 et 15 % par an d’ici à 2025 ».

Total mise sur le PLA

Depuis sa coentreprise avec la société néerlandaise Corbion, le leader mondial de l’acide lactique, le pétrochimiste s’est lui aussi engagé dans la transition des plastiques. Il mise sur le PLA (acide polylactique), un plastique 100 % biosourcé et biodégradable (en compost industriel) fabriqué à partir de matières premières renouvelables (sucre ou amidon). Grâce à leur usine thaïlandaise d’une capacité de 75 000 tonnes par an, « la production mondiale de bioplastiques à base de PLA augmentera de près de 50 % pour atteindre 240 000 tonnes par an », indique Total. Après la Thaïlande, la France. En 2024, l’industriel prévoit de construire une seconde usine, d’une capacité de 100 000 tonnes, à Grandpuits (Seine-et-Marne). Il devrait ainsi se hisser à la première place des producteurs mondiaux de PLA.

La part croissante des bioplastiques génère pourtant des inquiétudes chez certaines associations environnementales. Les auteurs de l’« Atlas du plastique 2020 » – un rapport publié par plusieurs organisations, dont la fondation Heinrich Böll Stiftung, le think tank La Fabrique écologique et l’ONG Break free from plastic – redoutent, par exemple, les risques pour les cultures : « Si l’on met dans la balance les prévisions de croissance de la production de plastique et l’utilisation des terres arables, la conclusion s’impose d’elle-même : la pression sur les surfaces cultivées ne va faire que s’accentuer. »

En 2017, 0,02 % de la surface agricole mondiale était consacré aux plantes nécessaires à la fabrication de plastique. La protection de l’environnement pourrait jouer un rôle moteur dans l’essor des bioplastiques. Si elle ne concerne pas tous les plastiques issus de végétaux, la propriété de biodégradation est un argument qui joue en leur faveur.

Du polluant à l’engrais

« Biosourcé ne veut pas dire biodégradable », insiste Vincent Verney, faisant référence au biopolyéthylène fourni par le pétrochimiste brésilien Braskem. Mais lorsque le bioplastique résout sa propre fin de vie, il remporte les suffrages dans l’emballage et l’agriculture. L’idée de composter matières végétales et plastiques en même temps et au même endroit a du sens pour les acteurs de la plasticulture.

En 2019, environ 324 500 tonnes de produits plastiques (films de paillage, de serres, ficelles, tunnels…) ont servi à améliorer les rendements de la production végétale en Europe, Espagne en tête. Quelque 397 000 tonnes supplémentaires ont été utilisées pour la nourriture animale (ensilage pour conserver le fourrage, film étirable pour balles de paille). Plutôt que de les collecter pour les enfouir ou les incinérer, ces plastiques pourraient être compostés in situ.

La valorisation organique permet un retour du carbone au niveau des sols.

—  Laurent Massacrier, fondateur de Green Business and Consulting Company

« La valorisation organique permet un retour du carbone au niveau des sols », rappelle Laurent Massacrier, le fondateur de la société Green Business and Consulting Company (GBCC), qui a participé au développement de Bio Vini Protect, un manchon de protection de vigne bioassimilable en conditions naturelles. Actuellement, 3 000 tonnes (essentiellement des films de paillage) répondent à la norme NF EN 17033, qui valide la fin de vie en sol. Novamont et BASF sont les principaux fabricants de ces résines, parfois reformulées par des compounders, puis transformées par les plasturgistes.

Encore faut-il que l’ensemble des formules (matrice et additifs) soient adaptées et que les fonctionnalités de ces bioplastiques répondent aux contraintes des utilisateurs, notamment en termes de temps d’usage, en ne se dégradant pas trop tôt. « Les additifs biodégradables n’en sont qu’à leurs débuts », prévient Vincent Verney. Aujourd’hui, les produits respectent surtout la norme NF EN 13432 de dégradation en compost industriel. Outre le maïs, la canne à sucre et la pomme de terre, dont est tirée la résine, les initiatives se multiplient pour intégrer de nouvelles matières biosourcées qui ajoutent des propriétés aux polymères.

D.R.

Tetra Pak remplace le polyéthylène d’origine fossile de la fine couche interne de ses briques alimentaires par un bioplastique issu de la canne à sucre. © D.R.

Biodégradation en conditions domestiques

Fonctionnaliser des plastiques à partir de biomasse (coquilles d’huître, marc de café, liège, noyaux d’olives…) est l’une des activités de Natureplast, qui fait également du négoce de matières. « Les fonctions qui peuvent être apportées sont nombreuses », indique Guillaume Lebouteiller, son responsable technique, évoquant des solutions répulsives pour éloigner des nuisibles, ou attractives pour inciter des rongeurs à consommer un poison. La PME, qui a doublé son chiffre d’affaires en 2019, a par exemple formulé une résine destinée à un film de paillage agricole – encore en test – qui relargue des engrais dans le sol.

Elle a aussi participé aux recherches de Matadore, un projet collaboratif financé par la Direction générale de l’armement visant à produire des matériaux techniques capables d’assurer un stockage de plusieurs années en conservant leurs caractéristiques techniques, puis de se biodésintégrer rapidement en milieu naturel.

Dans l’emballage, plusieurs entreprises développent des solutions pour rendre des plastiques biodégradables en conditions industrielles… et domestiques (en plusieurs mois). Les bioplastiques ambitionnent d’accompagner la directive européenne EU 2018/851, qui fixe un objectif de généralisation du tri à la source des biodéchets pour les pays membres à la fin 2023. Les ménages français en produisent 8 millions de tonnes chaque année, le plus souvent enfouis ou incinérés.

La création d’une filière de compostage permettrait d’entretenir la fertilité des sols. Citeo, l’éco-organisme des emballages, indiquait en 2019 soutenir le développement de filières industrielles de compostage, tout en rappelant l’ordre des priorités : la réduction à la source, le réemploi, le recyclage et, enfin, le compostage pour les emballages liés aux biodéchets.

Des start-up innovent sur la fin de vie

Dans cette perspective, Lactips, une jeune entreprise française, a levé l’an passé 13 millions d’euros pour industrialiser la production de son plastique hydrosoluble et comestible à base de caséine, une protéine de lait. Diamond Edge Ventures, le fonds pour l’innovation de Mitsubishi Chemical Holdings Corporation, y a investi aux côtés du fonds Sociétés de projets industriels de Bpifrance. Carbiolice, autre start-up tricolore qui produit un additif à base d’enzymes pour rendre le PLA compostable en conditions domestiques, accélère également. En juin 2020, sa présidente, Nadia Auclair,  indiquait à L’Usine Nouvelle vouloir doubler sa production d’ici à 2025 pour atteindre 6 000 tonnes.

Le bioplastique compostable à la maison trouve un écho favorable chez les consommateurs, si l’on en croit Tipa. Début janvier, la start-up israélienne, qui produit des contenants en plastique biodégradables en conditions industrielles et domestiques, communiquait son étude intitulée « Les consommateurs français sont prêts pour les emballages compostables ».

L’entreprise, qui a levé 25 millions de dollars en 2019, relevait, à la lumière de données fournies par Ipsos, que « 90 % des personnes interrogées considèrent les emballages compostables comme une alternative saine et écologique aux emballages plastiques conventionnels ». En 2019, les bioplastiques dans l’économie circulaire étaient classés à la première place des technologies émergentes par le Forum économique mondial. Une belle revanche du plastique.