bioplastic04
π Industrie
Les bioplastiques sont-ils si fantastiques ?

Plastiques biosourcés : une histoire ancienne qui redevient à la mode

Entretien Richard Robert, journaliste et auteur
Le 2 février 2021 |
4 mins de lecture
3
Plastiques biosourcés : une histoire ancienne qui redevient à la mode
Jean-Luc Dubois
Jean-Luc Dubois
directeur scientifique d'Arkema
En bref
  • Même si traditionnellement les plastiques sont produits à partir de la pétrochimie, les bioplastiques ont été présents sur le plan industriel depuis le début du XXe siècle.
  • Le polyamide 11, produit à partir d’huile de ricin et surnommé le « nylon français », est sur le marché en France depuis 1945. Cependant, il reste plus cher que le polyamide 6 d’origine fossile.
  • Les procédés chimiques pour produire des polymères à base d’huiles sont bien connus et les bioplastiques peuvent être produits aujourd'hui à partir de l’huile de lin et de soja.
  • Il faut néanmoins prendre en compte toutes les dimensions. Notamment, les questions autour de la biodégradabilité (qui peut être trompeuse) et du recyclage.

Qu’on les envis­age sous l’angle de la biodégrad­abil­ité ou du bio-sourc­ing, les bio­plas­tiques s’écartent du « main­stream » indus­triel asso­cié à la pétrochimie. Mais ils réac­tivent aus­si une autre his­toire, plus anci­enne, qui per­met d’éclairer le futur. 

Quand on par­le de bio­plas­tiques, on pense sou­vent à leur car­ac­tère biodégrad­able. Mais l’expression ren­voie aus­si aux matières pre­mières employées. Or les plas­tiques « biosour­cés » – qui ne sont pas for­cé­ment biodégrad­ables – ne sont pas com­plète­ment une nou­veauté. Après la Bakélite (1907) et le PVC (1912), mais avant le Plex­i­glass (1924) et le polyéthylène (1933), des plas­tiques ont été dévelop­pés à par­tir de matières végétales.

Jean-Luc Dubois est directeur sci­en­tifique d’Arkema, une entre­prise de chimie de spé­cial­ité. Il nous livre ses con­nais­sances sur l’histoire des bio­plas­tiques ain­si que la vision de cette entre­prise sur ces matériaux. 

Arke­ma a main­tenu cette tra­di­tion qui con­naît aujourd’hui un renou­veau. Com­ment s’est-elle perpétuée ?

Il est vrai que la pétrochimie a longtemps dom­iné dans nos métiers, mais cer­tains plas­tiques his­toriques, tou­jours fab­riqués aujour­d’hui, y échap­pent. C’est le cas par exem­ple du polyamide 11, le « nylon français », qui est pro­duit à par­tir d’huile de ricin. 

Ce qui est intéres­sant, c’est que de la même façon que le développe­ment des plas­tiques biosour­cés procède aujour­d’hui de choix poli­tiques et régle­men­taires, le développe­ment d’une fil­ière du « nylon français » a été validée au plus haut niveau de l’É­tat. Il s’agis­sait, après 1945, de soutenir l’in­dus­trie tex­tile et d’in­té­gr­er l’é­conomie des colonies. Les graines de ricin seraient débar­quées et trans­for­mées à Mar­seille avant de gag­n­er la région Lyon­naise. Pourquoi Lyon? Parce que c’é­tait un cen­tre tex­tile. C’est à par­tir de cela qu’un impor­tant pôle de chimie s’y est dévelop­pé. Les Sovié­tiques, à la même époque, ont ten­té quelque chose d’équiv­a­lent à par­tir d’éthylène. 

Le polyamide 11 est tou­jours pro­duit aujourd’hui. C’est un polymère de spé­cial­ité, qui est plus cher que le polyamide 6 d’origine fos­sile, mais présente un com­pro­mis de pro­priétés intéres­sant beau­coup de clients. Par exem­ple, il résiste bien aux solvants, aux UV, aux intem­péries (froid). Claire­ment, ici, la valeur est dans la pro­priété tech­nique, et non dans le côté bio-sourcé. 

La dif­férence entre huile de ricin et pét­role est-elle majeure sur le plan des procédés ?

Non, ce sont des procédés chim­iques, et non biologiques. Dans une huile il y a tou­jours une fonc­tion acide sur une chaîne longue ; c’est une bonne matière pre­mière qui porte déjà une fonc­tion chim­ique impor­tante. Aux États-Unis, on fait ain­si des plas­ti­fi­ants sec­ondaires à par­tir d’huile végé­tale (lin et soja).

L’huile de palme serait une matière pre­mière par­faite, dans ce con­texte, si elle n’entrait pas en com­péti­tion avec des cul­tures ali­men­taires et si on ne con­nais­sait pas les effets néfastes de ses plan­ta­tions sur la bio­di­ver­sité. En out­re, l’élévation du niveau de vie des pays émer­gents con­duit mécanique­ment à une hausse de la demande d’huile de palme, ce qui l’écarte défini­tive­ment comme un sub­sti­tut crédi­ble au pétrole.

Reste que les grandes entre­pris­es de notre secteur, qui con­sid­èrent avec atten­tion l’évolution des régle­men­ta­tions en Europe et ailleurs, recherchent active­ment aujourd’hui des sources alter­na­tives au pét­role, qui leur per­me­t­tent néan­moins de pas révo­lu­tion­ner leurs instal­la­tions industrielles.

Chez Arke­ma nous avons cher­ché, par exem­ple, à dévelop­per un acide acrylique biosour­cé. Le marché existe, du côté des pein­tures et des couch­es-culottes. Tech­nologique­ment, cela marche : le gly­cérol copro­duit du biodiesel et de l’oléochimie, ain­si, serait un bon can­di­dat. Mais les fluc­tu­a­tions du marché des bio­car­bu­rants nous ont con­duits à l’écarter.

Une autre stratégie con­siste à par­tir sur des pistes entière­ment nou­velles, comme le poly­hy­drox­yalka­noate (PHA), un poly­ester obtenu par fer­men­ta­tion bac­téri­enne. Mais ces procédés sont très éloignés de notre métier.

Les fonc­tions de biodégrad­abil­ité, en revanche, peu­vent s’intégrer plus facile­ment dans vos produits ?

Oui, cela demande de la R&D mais en ter­mes de base indus­trielle c’est moins com­pliqué. Nous sommes atten­tifs, toute­fois, à raison­ner en prenant en compte toutes les dimen­sions, et notam­ment l’intérêt du recy­clage. La biodégrad­abil­ité doit être définie en fonc­tion du milieu dans lequel le pro­duit doit se dégrad­er : sol, com­post domes­tique, com­post indus­triel, milieu marin, etc. Il faut savoir qu’un plas­tique biodégrad­able le sera sou­vent dans les con­di­tions d’un com­post indus­triel, à 50–70°C, mais pas au fond de votre jardin. Et en com­post indus­triel il ralen­tit le process, ce qui con­duit les pro­fes­sion­nels à l’éviter. Seul un petit nom­bre de plas­tiques sont dégrad­ables en milieu marin.

Il est préférable de sélec­tion­ner des pro­duits biodégrad­ables pour des familles de pro­duits où la fonc­tion est vrai­ment utile. Par exem­ple, les filets de pro­tec­tion dont l’on entoure le tronc des jeunes arbres, et qui doivent se dégrad­er en qua­tre ou cinq ans.

Autre exem­ple, une firme inno­vante, Lac­tips, pro­duit une ver­sion biodégrad­able à 100% du petit film hydrosol­u­ble qui entoure le liq­uide de votre lave-vais­selle. C’est un pro­duit vrai­ment utile, dans la mesure où ses com­posants se retrou­vent inté­grale­ment dans les eaux usées.