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Mettez du bio dans votre plastique

LUDOVIC FERY lfery@industrie-technologies.com

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Longtemps réservés au secteur de l'emballage, les bioplastiques commencent à trouver des applications plus complexes, de l'automobile aux produits électroniques. Pour autant, la reconversion ne peut se faire du jour au lendemain, et nécessite quelques compromis. Voici quelques conseils pour ne pas rater le décollage.

Chers, les bioplastiques ? Peut-être plus pour longtemps : « il y a quelques années, le PET était à 1 euro le kilogramme, il coûte aujourd'hui autour de 1,60 euro, alors que le kilogramme d'acide polylactique (PLA) se situe aux alentours de 1,80 euro », constate Guillaume Lebouteiller, du bureau de conseil en bioplastiques Natureplast. Avec l'envolée des prix des dérivés fossiles, la balance penchera bientôt en faveur des « plastiques bio ». Mais, au fait, de quoi parle-t-on au juste ? « C'est un terme qui peut recouvrir de nombreuses réalités : matériau biosourcé, biodégradable ou biocompatible. Pour éviter toute confusion, il est plus juste de parler de plastiques dérivés de végétaux », précise Léon Mentink, responsable produit chez Roquette, l'un des plus importants producteurs spécialisés en France.

1. Choisir avec soin la matière première

Outre leur définition aléatoire, les bioplastiques peuvent présenter d'autres écueils qu'il faut savoir éviter. En particulier au niveau de la matière première. « 90 % de la production de PLA est assurée à partir de ressources alimentaires », indique Vincent Berthé, chargé de recherche au centre de R&D sur les biomatériaux Materia Nova. Une certaine volatilité des prix n'est donc pas exclue. Sauf si les industriels développent, comme pour les biocarburants, des sucres issus de déchets agricoles. L'autre donnée à prendre en compte concerne le recours au génie génétique. Pour certaines applications, comme les emballages ménagers, l'utilisation de plants OGM peut constituer un frein à la commercialisation. « Nos bioplastiques sont à 100 % non-OGM, ce qui était un prérequis pour pouvoir les vendre en France », assure John Persenda, président du groupe Sphère, qui produit films étirables, sachets de congélation et sacs poubelles à partir de matière renouvelable.

2. Bien définir le cahier des charges

Il existe deux types de bioplastiques. D'un côté, ceux destinés à remplacer des molécules obtenues par pétrochimie : c'est le cas du biopolyester et du biopolyéthylène, de structure moléculaire identique aux polymères dérivés du pétrole. Il existe aussi d'autres molécules, comme le PLA, sans équivalent pétrochimique. Dans les deux cas, l'industriel doit adapter son cahier des charges au bioplastique retenu. « Chacun a ses propres limites : le PLA, par exemple, a une tenue à l'eau et au feu assez limitée », explique Vincent Berthé. Plus l'application est technique, plus le temps de développement sera long. Il a fallu ainsi plusieurs années à Canon pour créer, avec le chimiste Toray, un bioplastique assez résistant pour s'intégrer aux imprimantes. Par ailleurs, il est aujourd'hui impossible d'avoir un produit 100 % biosourcé. Des emballages peuvent contenir plus de 90 % de bioplastiques. En général, le taux se situe plutôt autour de 30 ou 40 %. La disponibilité des bioplastiques est encore limitée, et on ne maîtrise pas la fabrication de certains monomères cruciaux de la pétrochimie à partir de végétaux. « Il est difficile de convertir l'ensemble de sa production : mieux vaut se lancer sur une gamme, voire un seul produit, pour commencer », explique Guillaume Lebouteiller.

3. Établir des tests comparatifs

Le remplacement d'un dérivé du pétrole par une molécule biosourcée ne doit pas s'accompagner d'une baisse de performances. Pour cela, des essais comparatifs sont nécessaires à l'issue de la fabrication pour vérifier que l'on obtient bien les mêmes propriétés que le matériau que l'on cherche à remplacer. Le cas échéant, une phase d'optimisation peut suivre, soit pour ajouter des additifs au bioplastique, soit modifier le procédé de production. Même s'ils s'intègrent à une chaîne classique (moule d'injection, extrudeuse, thermoformeur...), les bioplastiques nécessitent souvent de paramétrer les machines. « Les procédés sont les mêmes que pour la fabrication de plastique traditionnel, en revanche, les facteurs externes tels que la température, la cadence, le refroidissement, l'humidité, jouent un rôle important dans l'adaptation », confirme Li Cheng, directeur France du plasturgiste mondial Ecota.

4. Adapter la fin de vie à l'utilisation

Un bioplastique n'est pas forcément recyclable ni biodégradable. Cette dernière caractéristique serait d'ailleurs rédhibitoire pour un grand nombre d'applications en plein essor actuellement (bouteilles, revêtement d'habitacles...). La fin de vie du matériau dépend donc avant tout de son usage. Pour des produits à cycle court, comme les emballages, la biodégradabilité a de l'intérêt. Mais il faut dans ce cas s'assurer que le matériau puisse être dégradé à basse température, dans des composts individuels. Beaucoup de plastiques biodégradables ne le sont en réalité que dans des conditions industrielles, où les températures dépassent 60 °C. Or il existe encore très peu de ces installations en France, et l'essentiel des déchets est tout simplement incinéré. Le recyclage, quant à lui, n'a d'intérêt que pour les bioplastiques les plus coûteux. C'est le cas des polyamides longue chaîne, vendus autour de dix euros le kilogramme. Le chimiste français Arkema a mis en place sa propre filière de récupération et de recyclage du bioplastique usagé, à la demande de ses clients qui le réintègrent à certains produits (coques de téléphones, équipements de sport...). Dans tous les cas, l'analyse de cycle de vie (ACV) réalisée par un organisme indépendant doit justifier le recours à un bioplastique. Parfois, utiliser un plastique conventionnel recyclé peut apparaître plus favorable pour l'environnement que partir d'une matière végétale vierge.

5. Faire certifier son bioplastique

Après l'ACV, vient l'étape de la certification. Si un grand nombre de labels existent, seuls trois critères ont de la valeur au regard de la réglementation européenne. L'ACV, conformément aux normes Iso 14 040-43, permet d'afficher la réduction de la quantité d'énergie fossile utilisée et d'équivalents CO2 émis. La norme NF EN 13 432, quant à elle, est liée au caractère biodégradable du matériau. Enfin, la norme ASTM D6866 valide différentes méthodes capables de mesurer avec précision la quantité de carbone renouvelable contenue dans le bioplastique. En Europe, quelques organismes certificateurs réalisent ces tests et décernent les labels correspondants. Chez Vinçotte, bien que le coût varie en fonction de la demande, on indique des tarifs de certification autour de 4 000 euros.

LES LABELS CERTIFIÉS SANS « GREENWASHING »

OK COMPOST : ce label certifie que le bioplastique peut être dégradé dans des composts industriels (au moins 60 degrés). OK COMPOST HOME : ce label indique que le bioplastique peut être dégradé au sein de composts individuels. OK BIOBASED : selon le nombre d'étoiles, ce label reflète la quantité de carbone renouvelable (de 20 à plus de 80 %) contenue dans le bioplastique, suite à un test de datation carbone.

CROISSANCE VERTE

La capacité de production mondiale des bioplastiques devrait doubler d'ici à 2013 pour atteindre 1,6 million de tonnes.

JEAN-PIERRE EXPOSITO RESPONSABLE QUALITÉ ET ENVIRONNEMENT DE CANON FRANCE

« Une tenue au feu compatible avec l'électronique »

Jusqu'ici plusieurs obstacles technologiques limitaient l'utilisation des bioplastiques dans l'électronique, principalement la difficulté de moulage du matériau, sa résistance mécanique et ses performances insuffisantes en tant que retardateur de flammes. Avec Toray, nous sommes parvenus à concevoir un polymère capable de s'intégrer dans les imprimantes sous la forme de petites pièces externes et de boutons, ou de grandes pièces, comme des parties du capot. Les tests ont permis d'atteindre la classification 5V, soit le plus haut grade existant pour un plastique retardateur de flammes. Nous poursuivons actuellement les développements avec Toray pour étendre le spectre d'applications des bioplastiques.

Des bioplastiques qui durent dans le temps

Claviers d'ordinateurs, aspirateurs, pare-chocs, chaussures de ski... Les bioplastiques peuvent durer au-delà de la dizaine d'années. Qu'il s'agisse de Toyota qui recouvre 80 % de l'habitacle de ses voitures de biopolyéthylène, ou de NEC qui s'intéresse au PLA pour ses coques de téléphones portables, la tendance s'affirme. Même les applications où un haut niveau de performances est requis, sont à la portée des végétaux. Ainsi, les polyamides à longue chaîne que le français Arkema tire du ricin, une plante oléagineuse, peuvent prendre la place des métaux ou des caoutchoucs dans des pièces automobiles très techniques (conduits d'essence entre le réservoir et le moteur, câble de remorque pour camions...), ou encore dans les pipes offshore d'extraction... du pétrole ! Les chaînes des polyamides biosourcés, plus courtes d'un atome de carbone comparées à leurs équivalents pétrochimiques, aboutissent en effet à de meilleures propriétés thermomécaniques, ou de résistance à l'abrasion.

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