Forum Déchets 46


Le dossier FD46 "Matériaux biodégradables"

Matériaux biodégradables, un plus pour la gestion des déchets?

 Depuis quelques années, les plastiques se mettent au vert et nous voyons fleurir dans nos supermarchés des emballages, des sacs et d'autres produits à base de matériaux biodégradables. Malgré plusieurs difficultés - dont le prix encore élevé - la demande semble progresser et certaines multinationales se lancent dans ce marché. Ces substituts sont à la mode chez les grands distributeurs et les fabricants. Les spécialistes de l'environnement, eux, sont plus prudents.

Photo: Magazine Environnement de l'OFEFP

Environ 140 millions de tonnes de plastiques ont été fabriquées dans le monde en 1996. En 1999, la consommation en Suisse fut de 800'000 tonnes, dont 570'000 sont devenues des déchets. Leur diversité, les difficultés rencontrées pour la collecte et la séparation et le coût très bas de la matière première rend difficile la valorisation de ces déchets.

En 2003, le marché des biodégradables devrait peser 100'000 tonnes

Certaines applications nécessitent des plastiques à longue durée de vie qui ne peuvent pas être remplacés par des matériaux biodégradables. Ces derniers semblent cependant être une solution prometteuse au problème de la gestion des déchets pour les biens à courte durée de vie et pour certaines applications particulières. Les sacs pour compostages représenteraient 50% de ce marché et les emballages alimentaires 8%. L'utilisation de matériaux biodégradables présente un intérêt tout particulier dans les secteurs de la chirurgie, l'hygiène, la restauration, le conditionnement, l'agriculture, la pêche, la protection de l'environnement et d'autres applications techniques. Ainsi, par exemple, Fujitsu, une entreprise japonaise active dans le domaine informatique, utilise des matériaux biodégradables à partir d'amidon pour fabriquer une partie de la structure plastique de ses ordinateurs portables et espère n'utiliser plus que cela à partir de 2004. Le marché des plastiques biodégradables représentait environ 24'000 tonnes en 1999 et 60'000 en 2001. Il devrait atteindre 100'000 tonnes en 2003, et peut-être 200'000, voire 1'200'000 tonnes les années suivantes.

Un matériau est biodégradable si sa dégradation résulte de l'action de micro-organismes naturels comme les bactéries, champignons ou algues, générant des sous-produits comme l'eau, le dioxyde de carbone, le méthane et une nouvelle biomasse non toxique pour l'environnement. Les biomatériaux sont fabriqués à base de biopolymères (un polymère est une cellule composée d'un nombre de molécules allant d'une centaine à plusieurs millions). Quatre grandes familles sont commercialisées:

  • les biopolymères produits par des micro-organismes génétiquement modifiés (PHA, PHV, PHBV);
  • les biopolymères issus de plantes (amidon, cellulose, lignine, etc.);
  • les biopolymères produits par polymérisation chimique qui associent l'utilisation de matières premières renouvelables à des processus industriels de polymérisation (PLA);
  • les polymères synthétiques.

 

Avantages et désavantages des biomatériaux

Les biopolymères sont utilisés pour remplacer les polymères pétrochimiques (polyoléfines, PVC,...) et possèdent deux atouts principaux. Premièrement, certains sont issus de ressources renouvelables, par exemple le maïs, la pomme de terre ou le riz. Deuxièmement, leur gestion en fin de vie est facilitée par leurs propriétés biodégradables qui permettent dans certains cas de les éliminer via la filière des déchets organiques. Ils sont transformables par les processus traditionnels (extrusion, extrusion gonflage, injection, thermoformage) et constituent un débouché intéressant, à haute valeur ajoutée, pour l'agriculture. D'un autre côté, même si les prix des biomatériaux évoluent rapidement, ils restent plus élevés que ceux des plastiques traditionnels (1 à 4 fois, voir tableau ci-dessous pour plus de détails). De plus, malgré des progrès importants, leurs propriétés physiques restent limitées. En particulier, leur poids est généralement plus important que celui d'un matériau traditionnel, engendrant une pollution accrue lors des transports.

Le logo correspondant à la certification DIN 54900 assure que les produits sont compostables sans risques de nuire à la qualité du compost.

Photo: DIN CERTCO

Un matériau biodégradable est-il compostable?

Un flou normatif et législatif entoure la notion de biodégradabilité et ne facilite la tâche de personne. En effet, biodégradabilité ne rime pas forcément avec compostabilité. Le premier qualificatif implique qu'il existe au moins une enzyme qui puisse accélérer le processus de dégradation du matériau (qui n'aura pas lieu dans un environnement défavorable). Plusieurs organismes de normalisation se sont attaqués au problème (ISO, DIN 54900, ASTM) et définissent un standard pour la compostabilité. Ils assurent que les produits labellisés sont biodégradables, qu'ils se désintègrent et qu'ils n'ont pas d'effets négatifs sur le processus de transformation et sur la composition finale du compost (par exemple effet écotoxicologique). De plus, ils standardisent des méthodes pour tester les nouveaux matériaux.

L'utilisation de sacs biodégradables pourrait justifier une extension des collectes de déchets organiques. Ceci suppose cependant qu'ils soient compostables et n'engendrent pas de difficultés et de coûts supplémentaires lors de ce traitement.

En Suisse, la ville de Winterthur a initié un groupe de travail au sein de l'ORED (Organisme pour les problèmes d'entretien des routes, d'épuration des eaux usées et d'élimination des déchets). L'Office fédéral de l'environnement, des forêts et du paysage a également testé la compostabilité de sacs en plastique biodégradable. Les sacs examinés se sont décomposés après sept semaines en moyenne et tous les échantillons de compost testés remplissaient les critères qualitatifs habituels. Enfin, 2/3 des entreprises privées admettraient ces sacs dans leur installation. Depuis 1999, les sacs à compost biodégradables commercialisés en Suisse doivent être certifiés selon la norme DIN 54900. Ils sont faciles à reconnaître grâce à un logo (voir image page précédente). De plus, afin de pouvoir contrôler que leur contenu est également conforme, ils doivent être transparents.

Pour autant que les normes, très sévères en la matière, puissent être respectées, utiliser des emballages biodégradables pour les produits alimentaires semble être une solution idéale. En effet leur valorisation peut être facilement faite par compostage, qui est certainement le mode d'élimination le plus écologique car le recyclage, lui, nécessite généralement un lavage préliminaire (pour enlever les résidus alimentaires) gourmand en ressources.

Sacs plastiques et île de Beauté

Les "sacs de caisse" plastiques posent des problèmes en Corse. Plusieurs associations de défense de l'environnement, mais également de simples citoyens se sont plaints de la prolifération des sacs plastiques, devenus une source de pollution, surtout l'été. Les trois grands distributeurs présents sur l'île ont pris les devants et ont lancé une grande opération visant à remplacer les 50 millions de sacs plastiques distribués chaque année. Les clients auront bientôt le choix entre: un sac plastique se décomposant par photosynthèse, un sac biodégradable à base d'amidon, un sac en papier ou encore un sac en plastique, réutilisable et consigné. Une consultation des consommateurs est prévue et l'emballage plébiscité devrait être sur le marché cet été.

(Source: "Recyclage Récupération Magazine", 1, 2003)

Les matériaux biodégradables risquent de déresponsabiliser les consommateurs

La compostabilité de différents types de biomatériaux a été passablement étudiée. Elle est sans aucun doute la meilleure solution lorsque le recyclage est inadéquat ou inexistant. Cependant, plus le marché présente un nombre de matériaux différents, plus le tri et la collecte sont compliqués. Si aucune campagne d'information n'y est associée, il est probable que l'utilisation d'emballages biodégradables créera une confusion chez les consommateurs. Des matériaux mal aiguillés rendraient la tâche des recycleurs plus ardue et des matériaux non biodégradables suivant la filière des déchets organiques compliqueraient le travail des compostières. La tentative de Danone d'utiliser des pots en matériaux biodégradables a mis cette problématique en évidence. En Allemagne, trop d'emballages finissaient dans la poubelle destinée aux plastiques recyclables, rendant celui-ci impossible. Du point de vue du développement durable, le fait d'encourager les consommateurs à jeter des matériaux, biodégradables ou pas, n'est certainement pas la politique la plus adéquate. On peut de plus remettre en question la véritable utilité des plastiques pétrochimiques biodégradables et souligner les incertitudes et les craintes de l'opinion publique entourant l'utilisation d'organismes génétiquement modifiés. Les paramètres clés pour le développement des biomatériaux seront certainement: leur coût, leurs propriétés physiques ainsi que l'évolution du cadre législatif.

L'utilisation de plastiques biodégradables pourrait s'avérer particulièrement utile dans le domaine agricole. Certains plastiques n'auraient plus besoin d'être récupérés, engendrant des économies de temps et d'argent.

Photo: Pierre Feuilloley, Cemagref

Les biopolymères sont utilisés pour remplacer les polymères pétrochimiques (polyoléfines, PVC,...) et possèdent deux atouts principaux. Premièrement, certains sont issus de ressources renouvelables, par exemple le maïs, la pomme de terre ou le riz. Deuxièmement, leur gestion en fin de vie est facilitée par leurs propriétés biodégradables qui permettent dans certains cas de les éliminer via la filière des déchets organiques. Ils sont transformables par les processus traditionnels (extrusion, extrusion gonflage, injection, thermoformage) et constituent un débouché intéressant, à haute valeur ajoutée, pour l'agriculture. D'un autre côté, même si les prix des biomatériaux évoluent rapidement, ils restent plus élevés que ceux des plastiques traditionnels (1 à 4 fois, voir tableau ci-dessous pour plus de détails). De plus, malgré des progrès importants, leurs propriétés physiques restent limitées. En particulier, leur poids est généralement plus important que celui d'un matériau traditionnel, engendrant une pollution accrue lors des transports.

Yves Loerincik
BIRD, Prilly

 

Pour en savoir plus

"Les Bio-emballages"
Stéphane Valaeys, rapport de projet STS, Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne, section électricité

Végémat matière plastique biodégradable, http://www.vegemat.com

Le conseil canadien du compostage, http://www.compost.org

Cemagreg la recherche pour l'Ingénierie de l'Agriculture et de l'Environnement , http://www.cemagref.fr

Cobio Le comité Français pour la Biodégradabilité, http://www.cobio.org

BioMat net Biological Materials for Non-Food Products, http://www.nf-2000.org

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mis à jour le
16.06.17