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Les bioplastiques sont-ils si fantastiques ?

Tout comprendre sur l’industrie des bioplastiques

Analyse James Bowers, Rédacteur en chef de Polytechnique Insights
Le 2 février 2021 |
5 mins de lecture
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Tout comprendre sur l’industrie des bioplastiques
James Bowers
James Bowers
Rédacteur en chef de Polytechnique Insights
En bref
  • Les bioplastiques représentent 2% du marché mondial du plastique et observent un taux de croissance annuel estimé à 16%.
  • L’industrie a longtemps privilégié les plastiques ordinaires à base de ressources fossiles bon marché et abondantes.
  • Sous la pression des consommateurs et de la réglementation, les industriels cherchent des substituts plus écologiques.
  • Dans leur définition, les bioplastiques sont soit biodégradables, soit produits à partir de ressources biologiques, voire les deux à la fois.
  • Le secteur doit surmonter un certain nombre d’obstacles pour se développer.

Les bio­plas­tiques ont fait leur appari­tion sur la scène indus­trielle au cours des dix dernières années. On estime qu’ils représen­tent env­i­ron 8,3 mil­liards de dol­lars sur les 569 mil­liards générés annuelle­ment par l’industrie du plas­tique. Si l’on en croit les prévi­sions, leur part de marché est appelée à croître d’environ 16% par an dans les années à venir 1. Même si les appli­ca­tions des bio­plas­tiques restent très spé­ci­fiques, ce secteur nais­sant sem­ble en passe de se faire une place sur le marché. Pour autant, ces matéri­aux ne font pas l’unanimité par­mi les grands don­neurs d’ordre.

Pré­cisons que les bio­plas­tiques ne datent pas d’hier. Bien qu’ils com­men­cent à peine à faire par­ler d’eux, ils exis­tent depuis aus­si longtemps que les polymères ordi­naires à base de ressources fos­siles. Leur orig­ine remonte à la fin du XIXe siè­cle. À l’époque, des précurseurs s’employaient dans les lab­o­ra­toires de chimie à met­tre au point des polymères naturels comme la cel­lu­lose. Dès lors, com­ment expli­quer qu’il ait fal­lu tout ce temps pour attein­dre la matu­rité indus­trielle ? Pour faire court, les indus­triels ont priv­ilégié les plas­tiques pétro-sourcés.

Plas­tiques vs bioplastiques

Les plas­tiques ordi­naires sont fab­riqués à par­tir de matières pre­mières issues d’hydrocarbures fos­siles, prin­ci­pale­ment le pét­role et le gaz. Ils sont bon marché et aus­si mal­léables que résis­tants ; ces car­ac­téris­tiques leur ont per­mis de s’attirer les faveurs des indus­triels tout au long du XXe siè­cle. Les bio­plas­tiques exis­taient déjà, mais per­son­ne ne n’y intéres­sait vrai­ment. Cepen­dant, ces mêmes car­ac­téris­tiques jouent aujour­d’hui con­tre eux. Les procédés indus­triels pétrochim­iques sont source d’émis­sions de car­bone, et la résis­tance de ces polymères à la biodégra­da­tion pose prob­lème en matière de traite­ment des déchets.

Bien que deux caté­gories de bio­plas­tiques soient regroupées sous un même terme générique, cha­cune présente des solu­tions bien dis­tinctes aux deux défis envi­ron­nemen­taux majeurs aux­quels se trou­ve con­fron­tée l’industrie des plas­tiques, à savoir les émis­sions de car­bone et la ges­tion des déchets. D’un côté, les matières plas­tiques d’origine végé­tale sont issues de la bio­masse, de matières pre­mières renou­ve­lables comme la canne à sucre, le maïs ou l’huile végé­tale, et per­me­t­tent en général de réduire les émis­sions de car­bone inhérentes à leur pro­duc­tion. Elles peu­vent égale­ment être fab­riquées à par­tir de résidus ali­men­taires, et des recherch­es sont en cours pour exploiter des ressources non ali­men­taires telles que la cellulose.

De l’autre, les matières plas­tiques biodégrad­ables sont pro­duites, à l’instar des plas­tiques ordi­naires, à par­tir de pro­duits pétrochim­iques aux­quels on incor­pore des addi­tifs per­me­t­tant de faciliter le proces­sus de traite­ment des déchets. Si cer­tains bio­plas­tiques sont tout à la fois biosour­cés et biodégrad­ables, comme l’acide poly­lac­tique (PLA), d’autres ont sim­ple­ment été label­lisés « d’origine végé­tale », dans la mesure où ils sont fab­riqués à par­tir de matières biologiques, même s’ils con­ti­en­nent des sub­stances pétrochim­iques, ce qui sig­ni­fie qu’il s’agit en fin de compte de pro­duits intermédiaires.

Le « bio » pas for­cé­ment mieux

Si les bio­plas­tiques sem­blent con­stituer une alter­na­tive écologique aux plas­tiques ordi­naires, ce n’est pas tou­jours le cas. On peut en effet crain­dre que le terme « biodégrad­able » soit trompeur, sachant qu’il implique en général des con­di­tions de tem­péra­ture et de pH très pré­cis­es, ou encore le recours à des microor­gan­ismes spé­ci­fiques. De fait, la plu­part des bio­plas­tiques ne doivent pas être rejetés dans l’environnement ni dans les com­pos­teurs domes­tiques, mais soumis à des proces­sus de com­postage indus­triel, à des tem­péra­tures situées entre 50 et 70° C. Par ailleurs, la plu­part ne se décom­posent pas dans l’eau de mer, où une grande par­tie des déchets plas­tiques ter­mi­nent leur vie. Des ques­tions se posent égale­ment quant à leur tox­i­c­ité, ce qui laisse penser qu’ils sont, pour par­tie, pas tou­jours dif­férents des plas­tiques ordinaires.

En out­re, les plas­tiques d’origine biologique peu­vent entr­er en com­péti­tion avec l’industrie ali­men­taire, sachant que, d’après Euro­pean Bio­plas­tics, le secteur a mobil­isé en 2020 0,7 mil­lion d’hectares de cul­tures pour ses activ­ités. Bien que cela ne représente que 0,021% des ter­res agri­coles disponibles, cette indus­trie peut favoris­er la déforesta­tion. Les sources de troisième généra­tion (les algues) ne sont pas encore pro­duites en quan­tités suff­isantes pour garan­tir une pro­duc­tion à grande échelle.

Tan­dis que des sociétés comme Total et Arke­ma s’emploient à pren­dre des posi­tions sur le marché des bio­plas­tiques, d’autres se mon­trent pru­dentes. L’Oréal a ain­si fait savoir que « même si les bio­plas­tiques actuels présen­tent des émis­sions de gaz à effet de serre moins impor­tantes que celles des plas­tiques pétrochim­iques, d’autres indi­ca­teurs envi­ron­nemen­taux tels que la con­som­ma­tion d’eau et l’exploitation des ter­res aboutis­sent à une empreinte car­bone néga­tive ». Le groupe pour­suit néan­moins ses investisse­ments pour met­tre au point des matières plas­tiques biosour­cées sans toute­fois les utilis­er dans ses pro­duits pour le moment.

L’avènement des bioplastiques

En Europe, selon les esti­ma­tions actuelles, 9,4 mil­lions de tonnes de plas­tiques ont été col­lec­tées en 2018 alors que 62 mil­lions de tonnes de plas­tique étaient pro­duites 2.  La pres­sion des con­som­ma­teurs a abouti, notam­ment au sein de l’UE, à de nou­velles régle­men­ta­tions en faveur de la recherche de sub­sti­tuts au plas­tique. Cer­taines études indiquent que la crois­sance annuelle du marché des plas­tiques est de 3,2% 3. Soucieux de leur image, les grands pro­duc­teurs de biens de con­som­ma­tion comme l’alimentation et l’automobile se sont donc mis en quête de nou­velles solutions.

Les bio­plas­tiques con­stituent aujourd’hui un marché de niche diver­si­fié. D’une part, des pro­duits biodégrad­ables ; de l’autre, une alter­na­tive aux ressources fos­siles émet­tri­ces de car­bone et soumis à raré­fac­tion. Dans les deux cas, ils per­me­t­tent de réduire notre dépen­dance à l’égard des plas­tiques. Pour autant, tels qu’ils exis­tent aujourd’hui, ces matéri­aux ne peu­vent pas sys­té­ma­tique­ment rem­plac­er les plas­tiques ordinaires. 

De fait, les indus­triels s’interrogent tou­jours sur la place qu’il con­vient de leur accorder par rap­port à d’autres straté­gies, telles que l’économie cir­cu­laire ou la com­pen­sa­tion des émis­sions de car­bone. Au cours des vingt dernières années, leur prix a par ailleurs con­sid­érable­ment dimin­ué, pas­sant d’environ mille dol­lars le kilo à quelques dol­lars aujourd’hui.

Des marchés restreints, mais ciblés

Aujour­d’hui, le con­di­tion­nement représente plus de la moitié du marché des bio­plas­tiques. De toute évi­dence, il existe une véri­ta­ble demande des con­som­ma­teurs en la matière. Dans le cadre d’une étude réal­isée au Roy­aume-Uni en 2019, 50% des per­son­nes inter­rogées ont ain­si déclaré qu’elles étaient prêtes à pay­er plus cher pour des embal­lages écologiques, même si rien ne garan­tit qu’elles passent à l’acte 4.

Depuis 2017, la régle­men­ta­tion européenne impose le recours à des sacs biodégrad­ables et com­posta­bles pour les fruits et légumes, même si l’on peut s’interroger sur leur intérêt dans la pra­tique, notam­ment au regard des con­di­tions strictes req­ui­s­es pour leur biodégradation.

L’industrie auto­mo­bile, étroite­ment asso­ciée au secteur pétroli­er, est aus­si con­trainte de se pli­er à cette ten­dance écologique, sachant que les acheteurs sont de plus en plus sen­si­bles aux émis­sions de car­bone. Enfin, d’autres secteurs comme l’agriculture ont désor­mais recours aux bio­plas­tiques pour la fab­ri­ca­tion de films agri­coles, leurs pro­priétés répon­dant en tous points aux besoins des pro­fes­sion­nels et aux con­traintes réglementaires.

Sur le plan sci­en­tifique, l’avènement de ces molécules offre de nou­velles oppor­tu­nités qu’il appar­tient aux ingénieurs chimistes d’exploiter, et qui devraient con­duire à la décou­verte de nou­veaux polymères aux appli­ca­tions tout à fait inédites. Cepen­dant, cette approche tarde à porter ses fruits. Tox­i­c­ité des matéri­aux, impact envi­ron­nemen­tal, chaîne d’approvisionnement, com­péti­tion avec les ressources ali­men­taires : voici les prin­ci­paux défis des bioplastiques.

Il sem­ble toute­fois que l’impulsion la plus con­séquente en faveur de ces matéri­aux vienne d’en haut. Les décideurs appel­lent en effet à des ini­tia­tives coor­don­nées, et de grands fab­ri­cants de polymères, comme Total, tra­vail­lent désor­mais en parte­nar­i­at avec des sociétés biotech­nologiques même si de nom­breux pro­grès restent à réalis­er en matière de recherche et développement.

1https://​www​.grand​viewre​search​.com/​i​n​d​u​s​t​r​y​-​a​n​a​l​y​s​i​s​/​b​i​o​p​l​a​s​t​i​c​s​-​i​n​d​ustry
2https://​www​.plas​tic​seu​rope​.org/​a​p​p​l​i​c​a​t​i​o​n​/​f​i​l​e​s​/​1​1​1​5​/​7​2​3​6​/​4​3​8​8​/​F​I​N​A​L​_​w​e​b​_​v​e​r​s​i​o​n​_​P​l​a​s​t​i​c​s​_​t​h​e​_​f​a​c​t​s​2​0​1​9​_​1​4​1​0​2​0​1​9.pdf
3https://​www​.grand​viewre​search​.com/​i​n​d​u​s​t​r​y​-​a​n​a​l​y​s​i​s​/​g​l​o​b​a​l​-​p​l​a​s​t​i​c​s​-​m​arket
4https://​yougov​.co​.uk/​t​o​p​i​c​s​/​c​o​n​s​u​m​e​r​/​a​r​t​i​c​l​e​s​-​r​e​p​o​r​t​s​/​2​0​1​9​/​0​4​/​1​9​/​m​o​s​t​-​b​r​i​t​s​-​s​u​p​p​o​r​t​-​b​a​n​-​h​a​r​m​f​u​l​-​p​l​a​s​t​i​c​-​p​a​c​k​aging