SYNTHESE : Matériaux biodégradables Définition

SYNTHESE : Matériaux biodégradables
Définition :
Un matériau est biodégradable s’il est dégradé par des micro-organismes en sous-produits non toxiques pour
l’environnement.
Propriétés des polymères :
Les matières plastiques sont constituées de « grosses molécules » appelées polymères engendrées par la répétition d’un
très grand nombre de fois d’un motif unitaire.
Le polyéthylène (de la famille des polyoléfines), constituant des bouteilles de lait est obtenu à partir d’un monomère
l’éthylène CH2 = CH2.
Inconvénient :
Ces polymères plastiques artificiels posent des problèmes au point de vue de l’environnement alors va-t-on assister à leur
disparition comme semble le prévoir Pierre Feuilloley du Cemagref dans le texte ci-dessous ?
Vers la fin du « tout plastique » ?
Le siècle qui se termine a été, pour beaucoup d'entre nous, celui de l'électronique, de l'informatique, du nucléaire, de la
conquête spatiale et de la médecine. Il a été aussi celui de la chimie, et en particulier celle des plastiques dès les années 30.
En effet, aucun autre matériau au monde n'a connu un tel succès en si peu de temps.
Par exemple, en agriculture la consommation est passée de 300 tonnes en 1956 à plus de 180 000 tonnes en
1996, soit un accroissement de 600 fois en 40 ans ! De même, dans les années 50-60, trois prix Nobel ont été décernés à
des chercheurs pour leurs travaux sur la synthèse des polymères plastiques artificiels.
Mais ce siècle, ou plutôt ce demi-siècle des plastiques, serait-il déjà arrivé à son terme, victime de son succès ?
En effet. D'après un récent mémoire de DEA1, le polystyrène est condamné à disparaître en Allemagne pour le siècle
prochain. Ce matériau d'emballage et de calage est difficile à éliminer. Aussi, les experts des grands groupes industriels qui
le fabriquent étudient de façon très sérieuse son remplacement par des produits biodégradables à base d'amidon extrudé
ou formé (préparé selon une recette analogue à celle des gaufres) ou à base de pop corn (ce produit de calage est d'ailleurs
déjà dans le commerce).
Il y a aussi des signes « inquiétants » pour le PVC. Lors d'un voyage récent en Hollande, j'ai appris que son usage est
désormais interdit dans les serres horticoles car considéré comme polluant et non recyclable. Le PVC a déjà disparu
totalement depuis un an en France dans la fabrication des bouteilles d'eau minérale au profit du PET, plus léger
(la fabrication de bouteilles d'eau minérale biodégradables est possible). En Angleterre, un banquier l'a remplacé par un
polyester biodégradable pour la fabrication de carte de crédits. D'une façon générale, le PVC a mauvaise réputation du fait
de sa constitution chlorée. On peut donc ainsi prévoir sa disparition à plus ou moins long terme, comme celle du polystyrène.
Et puis, d'autres produits plastiques pourraient avoir le même sort, comme par exemple des polyuréthanes dont certains
sont non biodégradables et écotoxiques...
Enfin, des arguments bien connus et non développés ici militent en faveur du remplacement objectif des plastiques par des
matériaux biodégradables.
Le siècle qui s'annonce serait-il celui des matériaux biodégradables ? J'en suis convaincu.
Pierre FEUILLOLEY, Cemagref
http://www.vegemat.com/fr/archives.htm
Les polymères biodégradables :
Qu’est ce qu’un biopolymère ?
Les biopolymères sont définis comme étant des polymères dégradables biologiquement.
Selon l’American Society for Testing and Materials (ASTM), les biopolymères sont des polymères dont la dégradation
résulte de l’action de micro-organismes naturels comme les bactéries, champignons et algues.
L’Environmental Protection Agency (EPA) donne une définition plus généraliste qui spécifie uniquement la nécessité
d’assimilation du polymère dans l’environnement sans mentionner un mode de dégradation précis :
Cette définition permet d’exclure de la famille des biopolymères les mélanges de polymères du type polyoléfines/
amidon, abondamment développés dans les années 80. Présentés comme des polymères biodégradables,
ces matériaux composites synthétiques/naturels étaient dans le meilleur des cas biofragmentables (grâce à la présence
d’amidon facilement hydrolysable) mais non biodégradables du fait de la présence majoritaire de polyoléfines.
Les enjeux des biopolymères
Confortés par les notions actuelles d’éco-conception, les biopolymères ont pour vocation de remplacer les polymères
thermoplastiques de grande diffusion (polyoléfines, PVC, PS, …) afin de faciliter le recyclage et la gestion de fin de vie des
matériaux.
En pratique, la substitution reste limitée pour des raisons de propriétés physiques souvent incompatibles avec
les applications visées (résistance à l’humidité, tenue en température, propriétés mécaniques) et surtout pour des raisons de
coût, les biopolymères commercialisés très souvent des prix de vente supérieurs à 6 €/kg.
Il est fort à parier que sous la pression des directives européennes et grâce aux avancées techniques, les polymères
biodégradables seront amenés à prendre une part croissante d’utilisation dans de nombreux secteurs
d’activités comme l’emballage (films, conditionnement alimentaires), le médical, les marchés liés à l’environnement
(pêche, horticulture, …).
Avantages/Inconvénients des biopolymères
Les principaux avantages des biopolymères peuvent être résumés comme suit :
– neutralité en terme de cycle CO2 ;
– gestion de fin de vie facilitée par le compostage ;
– panel varié de biopolymères disponibles ;
– issus de ressources abondamment renouvelables ;
– transformables par les processus traditionnels (extrusion, extrusion gonflage, injection, thermoformage) ;
– haute valeur ajoutée.
L’utilisation industrielle massive des polymères biodégradables est freinée par plusieurs inconvénients :
– prix de vente élevé (coût + faible production) ;
– propriétés physiques parfois limitées ;
– flou normatif et législatif concernant la notion de biodégradabilité (secteur du polymère peu structuré internationalement)
– compostage industriel des déchets bio-polymériques peu développé.
L’inconvénient majeur de ces biopolymères est leur coût de revient élevé, avoisinant 7.5 €/kg.