Polymères et biodégradabilité, état des lieux et perspectives

Résumé du document

L'industrie plastique est parmi les plus importantes activités industrielles chimiques en termes de quantité et diversité des secteurs d'applications. La consommation européenne en plastique en 2002 a atteint 40 millions de tonnes par an avec une part importante du secteur emballage (38%) conduisant à des problèmes de gestion de déchets. Par ailleurs, les perspectives aujourd'hui proches (50 ans) d'épuisement de ressources en pétrole engagent à rechercher d'autres voies que celles des matières
plastiques d'origine pétrochimique. La voie des matériaux plastiques dits biodégradables permet à la fois de répondre à la question des ressources renouvelables et à celle de la biodégradabilité. La prise de conscience croissante des problèmes liés à l'environnement, la diminution des espaces pouvant être convertis en décharges, associés à la raréfaction du pétrole avec les conséquences économiques que cela entraîne, nous incite à trouver de nouvelles solutions plus judicieuses pour traiter le problème que représentent, aujourd'hui, les matières plastiques d'origine pétrochimique.
Nous étudierons dans un premier temps les questions sur la biodégradabilité. Qu'est-ce que c'est ? Quels sont le contexte et l'historique du mouvement ? Quel est l'environnement juridique ? Nous détaillerons ensuite la classification des polymères biodégradables et leurs applications. Enfin, nous
nous attarderons sur un exemple de polymère biodégradable, le PLA.

Extraits

[...] Figure La biodégradation d'Ecoflex® et de la cellulose. Les propriétés d'Ecoflex® F BX 77011 sont comparées à celles du LDPE (low density polyethylene) en annexe 1. Des sacs plastiques et des films sont fabriqués avec ce polymère Les matériaux biodégradables issus des ressources renouvelables Ces matériaux sont formés à partir de polymères biodégradables. Ces derniers sont organisés en quatre classes : les polymères d'origine naturelle les polymères d'origine bactérienne les polymères synthétiques (non issus de la pétrochimie) les composites Dans le Tableau 4 sont présentés quelques polymères biodégradables issus des ressources renouvelables. [...]

[...] Biopolymères Polymères à base d'amidon Polymères à base de cellulose Polymères à base de protéine Propriétés particulières Antistatique, anti-condensation, toucher naturel Transparence, antistatique Comestible, grande diversité chimique des acides aminés, perméabilité sélective aux gaz Siccativités Anti-condensation, brillance, antibactérien Propriétés piézoélectriques, antioxydant, insolubilité dans l'eau Elastomère Applications ciblées Emballages et sacs Emballages Galénique, emballages alimentaires Peinture, vernis Emballages, textiles Médical, matériau ostéosynthétique, emballage rigide Vulcanisation Polymères à base d'huile Polymères de synthèse à base d'acide lactique Polyesters bactériens PHA Caoutchouc Tableau Propriétés spécifiques de quelques biopolymères et les applications attendues. i. Les polymères d'origine bactérienne Ces polymères sont issus de la fermentation par des bactéries (biotechnologie). Il s'agit de la fabrication in situ de polymère qui s'accumule dans le cytoplasme de certaines bactéries placées en condition de fermentation. Les matières premières fermentescibles sont principalement les sucres et l'amidon. Parmi ces polymères, les plus connus sont le PHB (polyhydroxybutyrate), le PHV (polyhydroxyvalérate) et le PHBV (3-polyhydroxybutyrate-3-hydroxyvalérate). Certains les appellent semi-biosynthétiques. [...]

[...] Biopolymères Ce sont les polymères naturels issus des ressources renouvelables de plantes ou d'animaux. Ces polymères sont regroupés en plusieurs familles dont les principales sont : les polysaccharides (amidon, cellulose, chitosane, pullulane), les protéines (collagène, gélatine, caséine ) et les polyphénols ( lignines). Biomatériaux Ce terme est utilisé de manière générique pour désigner les matériaux d'origine biologique, les matériaux compatibles avec des fonctions biologiques d'animaux et les matériaux remplissant des fonctions mécaniques (emballage) ou barrière (sécurité alimentaire), conçus à partir de biopolymères ou de polymères biodégradables (issus des ressources renouvelables ou dérivés du pétrole). [...]

[...] Mais ces matières premières peuvent, dans certains cas, être directement transformées en polymère par une bactérie (filière 3). Ce sont les polymères d'origine bactérienne, présentés dans la partie ii. Certaines plantes, modifiées génétiquement, peuvent donner naissance directement à un polymère qu'il suffit d'extraire (filière appelé polymère biosynthétique. Certains polymères biodégradables, obtenus directement à partir du monde vivant (filière sont appelés polymères d'origine naturelle (cellulose, lignine ) présentés dans la partie i. Nous ne parlerons dans ce rapport que des polymères thermoplastiques, et non des thermodurcissables. Ces derniers sont à l'étude pour l'application des composites biodégradables (mobilier, automobile). [...]

[...] La prise de conscience croissante des problèmes liés à l'environnement, la diminution des espaces pouvant être convertis en décharges, associés à la raréfaction du pétrole avec les conséquences économiques que cela entraîne, nous incite à trouver de nouvelles solutions plus judicieuses pour traiter le problème que représentent, aujourd'hui, les matières plastiques d'origine pétrochimique. Nous étudierons dans un premier temps les questions sur la biodégradabilité. Qu'est-ce que c'est ? Quels sont le contexte et l'historique du mouvement ? Quel est l'environnement juridique ? Nous détaillerons ensuite la classification des polymères biodégradables et leurs applications. Enfin, nous nous attarderons sur un exemple de polymère biodégradable, le PLA. I. Qu'est-ce que la biodégradabilité ? Un produit est dit biodégradable si après usage il peut être décomposé (digéré) naturellement par des organismes vivants. [...]