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Nouveaux plastiques et plastiques biosourcés : quelle place dans l'économie circulaire ?
A l’heure où la réglementation restreint l’usage du plastique, pourquoi inventer de nouveaux plastiques ?
Alliant légèreté et protection du produit grâce aux barrières à l’humidité ou au gaz qu’il apporte notamment, le plastique reste un matériau performant pour conditionner les produits et éviter leur gaspillage. Mais quand il n’est pas collecté pour être recyclé, ni valorisé, il est la cause de pollutions considérables dans la nature. Il est aussi consommateur de ressources fossiles qui se raréfient, comme le pétrole. L’urgence environnementale nécessite d’agir sur l’ensemble de ces fléaux : éviter le gaspillage, lutter contre les déchets abandonnés et réduire notre dépendance au fossile. L’innovation sur les plastiques, utile à bien d’autres domaines que celui de l’emballage, ouvrent des voies extrêmement intéressantes.
Quels sont les nouveaux plastiques qui émergent aujourd’hui ?
Pour réduire notre dépendance aux ressources fossiles, les plastiques recyclés et les plastiques issus de ressources renouvelables vont prendre une part de plus en plus importante dans le domaine des emballages. Aujourd’hui, nous savons produire des plastiques à partir d'amidon de maïs ou de canne à sucre, en tenant compte des impacts sur les terres agricoles, mais aussi à partir de bactéries ou du CO2.
Arrêtons-nous un moment sur cette innovation : Les plastiques d'emballage sont composés de carbone (C), d’oxygène (O) et d’hydrogène (H). Ces éléments sont également présents dans les gaz à effet de serre (dioxyde de carbone CO2, méthane CH4…) ! Plusieurs start-ups travaillent sur l’utilisation de ces gaz pour produire des plastiques : cette voie de production alternative fait ses premiers pas, et des premières bouteilles en PE (polyéthylène) ont été produites en laboratoire.
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Ces innovations permettent-elles forcément de réduire les impacts sur la planète ?
Non, pas forcément. Il faut s'assurer que ces nouvelles résines plastiques ont un impact environnemental plus faible que les résines traditionnelles, qu’elles améliorent la performance de l'emballage et qu’elles s’intègrent sans difficultés dans l’économie circulaire.
Si on regarde en amont, on sait que la matière végétale nécessite de l’eau et des engrais entre autres. Puis, pour devenir un plastique biosourcé, elle consomme de l’énergie lors des étapes de transformation chimique, par exemple. Pour les plastiques à base de gaz à effet de serre, il faut aussi de l’énergie pour casser les molécules et recombiner les atomes en plastique.
Et à l’étape fin de vie ?
Dans la hiérarchie des fins de vie, le réemploi et le recyclage sont plus pertinents que le compostage. Citeo recommande de limiter le compostage des emballages à ceux qui comprennent des restes alimentaires : les sacs contenant des épluchures et les étiquettes pour les fruits et légumes par exemples. Au-delà de ces exceptions, la filière de compostage des déchets de cuisine (biodéchets) n’est pas adaptée aux emballages. Enfin, rappelons qu’aucun emballage ne se dégrade assez vite dans la nature pour être une réponse aux déchets sauvages ! La prévention, la collecte partout et tout le temps et l’écoconception des emballages sont les solutions à déployer.
Sait-on concevoir des plastiques issus du végétal et recyclables ?
Oui. Par exemple, les résines PET, PE ou PP peuvent se développent à partir de ressources végétales (amidon, sucres, déchets végétaux…) ou de CO2. Par rapport à leurs versions pétro-sourcées, il n’y pas de différence côté recyclage. Les emballages en PET et PE biosourcés à base canne à sucre utilisées pour certaines bouteilles notamment, sont déjà recyclés en France.
D’autres résines émergent, comme le PLA ou le PEF, avec des qualités très prometteuses pour l’emballage notamment. Mais elles doivent démontrer leur recyclabilité. C’est un enjeu que les producteurs de résines biosourcées ont bien en tête, et des travaux sont en cours.
Mais attention, créer une filière de recyclage est complexe sur les plans tant économiques que techniques et construire l’économie circulaire nécessite de se focaliser sur un nombre limité de résines. A date les efforts se concentrent sur le PET, le PE, le PP et le PS. Si une nouvelle résine apporte une rupture dans la conservation des produits, qu’elle permet de remplacer des emballages complexes non recyclables, la question d’une filière à créer peut alors se poser. De même si une nouvelle résine vient réduire significativement les impacts environnementaux des emballages.
L’Analyse de Cycle de Vie reste l’outil le plus pertinent pour mesurer les impacts environnementaux de ces plastiques et identifier les plus vertueux. Les facteurs d’impacts sont une attente forte du marché : certains sont en cours de consolidation pour être disponibles dans les outils de modélisation. Dans l’outil BEE développé pour les clients de Citeo, il est déjà possible de modéliser le PE biosourcé.
Produire autrement le PET, le PE et le PP
Les emballages en PET et PE à base de canne à sucre existent sur le marché français depuis plusieurs années. Ils offrent une alternative aux plastiques d’origine fossile et s’intègrent parfaitement aux filières de recyclage existantes. Des innovations émergent afin d’utiliser des ressources plus locales qui ne sont pas alimentaires :
- D’une part, les plastiques à base d’algues, de bois ou d’huiles de friture usagées font leur entrée dans le monde de l’emballage : on utilise les sucres présents dans ces ressources naturelles pour produire des plastiques, en s’appuyant sur le système du mass balance. C’est par exemple le choix de Candia dans sa brique pour le lait bio. Un meilleur cadrage de la méthode mass balance et les coûts de production constituent les principaux enjeux pour cette voie alternative. Le changement d’échelle de production devrait aider le changement.
- D’autre part, des plastiques à base de CO2 ou de méthane émergent, connus de longue date pour produire du polyuréthane, mais pas utilisés dans le domaine de l’emballage. On observe une accélération des annonces d’emballages produits à l’échelle laboratoire en PET ou PE, par plusieurs start-ups comme Lanzatech ou Fairbrics. Cette voie nouvelle mérite d’être explorée, notamment en faisabilité industrielle et en analyse de cycle de vie.
Découvrez ci-dessous et en vidéo, l'innovation de Candia
En savoir plus sur la conception de ces résines plastiques
Le PLA
Le PLA pour acide polylactique est un plastique d’origine végétale, constituée d’acide lactique obtenu à partir de cultures agricoles, comme le maïs ou la canne à sucre. Il peut être utilisé pour toutes sortes de produits et d’emballages, rigides (pots de yaourt, gobelets…) comme souples (sacs de fruits et légumes, films pour les herbes aromatiques…).
Découvert il y a presque 100 ans, les chimistes continuent d’innover pour qu’il présente un bilan environnemental et des propriétés répondant aux besoins des emballages ménagers. Il est à date non recyclable, on ne le trie pas dans les centres de tri européens, et il n’existe pas d’usine de recyclage de déchets PLA post-consommation. Tout reste à faire pour être conforme à la réglementation française en termes de recyclabilité, avec 2030 comme échéance. Le projet de Total Corbion de produire 100 000 tonnes de PLA en France tout en intégrant du recyclage pourrait faire bouger les lignes, s’il se concrétise. En parallèle, Total, Danone et Citeo mènent le projet « Recup » pour étudier l’utilisation du PLA dans les pots de yaourt et la bonne manière de les recycler demain.
Le PEF
Issu des sucres contenus dans des productions agricoles comme le blé ou la betterave, le PEF est un plastique biosourcé dont la production est annoncée d’ici 5 ans en Europe. Ses propriétés sont intéressantes : barrière au CO2 et à l’oxygène, barrière à l’eau, transparence et liberté de mises en forme. Un emballage monoPEF pourrait remplacer un emballage complexe. A date, il reste non recyclable, car non traité en centre de tri et sans recycleurs dédiés : le sujet est étudié par Avantium le principal producteur de PEF.
Ce matériau peut également être utilisé comme barrière dans d’autres emballages : emballages en carton, comme l'a annoncé Stora Enso ou emballages en PET, pour lesquels les premiers tests de recyclabilité en laboratoire montrent un potentiel d’amélioration par rapport au nylon actuellement utilisé. La formulation commerciale du PEF n’étant pas encore définitive, des essais de tri et de recyclage à plus grande échelle semble nécessaires.