Les bioplastiques ont la fibre végétale

DOSSIER 

Après plusieurs faux départs, les plastiques fabriqués à partir de ressources végétales renouvelables ont le vent en poupe.

Dans quelques années, de nombreux plastiques auront la même apparence et à peu près les mêmes propriétés qu'aujourd'hui. On les trouvera dans des emballages, des textiles, des automobiles, des implants, des DVD... Mais ils seront radicalement différents des bioplastiques actuels.

Le vent a enfin tourné après une longue stagnation : l'un des premiers bioplastiques, l'amylomaïs conçu à partir d'amidon de maïs, date du début des années 1950. Désormais, l'industrie accélère. Des usines spécifiques se construisent, comme la nouvelle unité coréenne de Toray, qui produit l'Ecodear à base d'acide polylactique, ou encore celle de Tate et Lyle et de DuPont, qui débute la fabrication du bio-propanediol dans le Tennessee (Etats-Unis). DuPont affiche même un arsenal de matériaux en cours ou en voie de lancement (voir tableau).

Une chimie désormais bien maîtrisée

Ces nouveaux matériaux arrivent en effet à maturité : les sources se multiplient, leur chimie est bien maîtrisée. En conséquence, ils accomplissent des prouesses hors de portée pour leurs aînés. Beaucoup dérivent d'une poignée de familles chimiques : les amidons végétaux, l'acide polylactique (PLA), le polyhydroxybutyrate et les biopolyamides qui sont généralement obtenus par fermentation ou extraction. Ils sont créés directement par un organisme vivant (amidons ou cellulose dans des végétaux, polyesters dans des bactéries) ou bien polymérisés à partir d'un précurseur renouvelable (acide lactique ou triglycerides). On sait désormais les obtenir à partir du blé, de la betterave, du bois, du coton, d'huiles végétales, du maïs, de pomme de terre ou du soja.

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Plus important, ils ont surmonté leurs faiblesses passées. Ainsi Fujitsu et Arkema développent des polyamides (destinés à des boîtiers d'ordinateur) qui sont proches de ceux fabriqués classiquement à partir d'huile de ricin. Mais les deux industriels ont transformé la structure fine du matériau : l'interaction des chaînes moléculaires a été affaiblie et leur organisation a été rendue moins régulière, de manière à lui conférer une flexibilité nouvelle.

Cereplast lance le premier biopolypropylène, ce qui est important puisque les polyoléfines sont l'un des plus grands marchés des polymères. Le produit n'est « bio » qu'à 50 %, mais il passera bientôt à 70 %, et il est thermoformable, extrudable et moulable. Cette même société a aussi une biorésine lancée en dessous du prix de la résine styrénique conventionnelle comparable et à base de PLA dont la fabrication utilise des nanoparticules. Elle résiste jusqu'à 70 °C alors que le PLA seul résiste à peine à 40 °C. NatureWorks fabrique des PLA 100 % bio destinés au marché de l'emballage. Sa technologie de fabrication conduit à un bioplastique aux mêmes propriétés mécaniques qu'un thermoplastique « fossile » et avec l'apparence du polystyrène. D'autre part, l'industrie maîtrise aujourd'hui l'art de modifier un bioplastique pour lui conférer les propriétés voulues. Ainsi Nec vient-il d'annoncer un composite de PLA et de fibres de carbone ayant la conductivité thermique de l'acier inoxydable (avec 10 % de fibres) et le double (avec 30 %), éliminant une faiblesse habituelle des bioplastiques. Ces nouveaux matériaux ne sont pas encore la panacée. Il faudra en effet résoudre des problèmes de production agricole à mesure que le marché augmentera.

Par ailleurs, même si l'on améliore leur dégradabilité théorique, on sait que la biodégradabilité en décharge est souvent illusoire. Un cycle de vie optimal impose donc un compostage spécifique ou le recyclage. Les industriels, comme Fujitsu, parient de plus en plus sur ce dernier.

Mais là aussi, il reste des obstacles. Par exemple, un bio-PLA peut remplir un rôle comparable à celui du PET mais les deux ne peuvent pas être recyclés ensemble. Et tant que les volumes ne sont pas significatifs, il y a peu d'incitation à recycler séparément les bioplastiques...

de Washington, Philippe Deroin