Les biopolymères : matériau pour un futur durable ?

 

Le forum de l’innovation sur les biopolymères s’est conclu par une conférence sur les matériaux agrosourcés du 28 février au 1er mars 2013, à la maison de la culture sur le site chimique BASF de Schwarzheide (Brandebourg). La conférence a été organisée par le biocluster BioTOP et le réseau pour les matières synthétiques de Berlin-Brandebourg (KuVBB e.V.) dans le cadre du programme « Forums d’innovation pour les entreprises régionales » (Innovationsforen / Unternehmen Region) lancé par le Ministère fédéral de l’enseignement et de la recherche (BMBF) [1]. Les bioplastiques occupent une part importante dans la Stratégie allemande de recherche en bioéconomie à l’horizon 2030 (voir BE Allemagne 505 [2]).

 

 

 


Aperçu de la conférence à la maison de la culture BASF de Schwarzheide
Crédits : Clément Guyot, SST Ambassade de France à Berlin

Depuis 1839, date de la première vulcanisation du caoutchouc par Goodyear, le plastique est devenu omniprésent dans la société grâce aux innombrables possibilités d’utilisation qu’il offre. Cependant, face à la diminution des stocks de ressources d’origine fossile, la montée du coût de ces ressources, mais aussi du fait de l’augmentation de la demande en produits, et face aux conséquences des gaz à effet de serre, l’intérêt pour la production de nouvelles matières comme les bioplastiques est grandissant. De plus, à l’inverse des différentes solutions proposées pour la transition énergétique, l’utilisation de la biomasse est la seule alternative au pétrole pour la production de plastique.

Que sont les bioplastiques ?

Ce sont des plastiques obtenus à partir de matières premières renouvelables et/ou compostables. Ces dernières sont principalement l’amidon (pomme de terre, maïs, betterave), la lignine et la cellulose (bois). Les biopolymères ainsi obtenus à partir des végétaux peuvent subir des processus industriels, tels l’extrusion ou la thermoformation. Toutefois leur comportement ne sera pas identique à celui des plastiques à base de pétrole. Ces bioplastiques se trouvent, par exemple, dans des produits d’emballage (bouteille), des films étirables, des sacs à provisions ou sacs à ordures biodégradables. Ils peuvent même composer des objets de jardinage, de loisir ou encore de pièces automobiles.

Exemple d’application des biotechnologies dans la vaisselle compostable utilisée lors des évènements au circuit de course de la région de Lausitz. Les ustensiles en carton ne sont pas recouverts d’un film synthétique, mais d’un bioplastique, Ecovio, développé par BASF. L’ensemble est récupéré et digéré dans un méthaniseur.
Crédits : Clément Guyot, SST Ambassade de France à Berlin

Les matières biobasées les plus communes sont le Bio-PET (Polyéthylène), le PLA (Acide PolyLactide) et les mélange de cellulose (acétate) ou d’amidon. Un même composé peut donner des matières dures ou souples selon le produit final désiré.

Différentes forme de PLA (fil/fibre/film) développées par l’Institut Fraunhofer de recherche sur les polymères (IAP).
Crédits : Clément Guyot, SST Ambassade de France à Berlin

Vers quelle tendance évolue-t-on ?

D’après Hans-Peter Fink, Directeur adjoint du Réseau pour les matières synthétiques de Berlin-Brandebourg (KuVBB e.V.), et chercheur à l’Institut Fraunhofer de recherche sur les polymères de Potsdam-Golm (IAP), le potentiel de développement des polymères est important, comme le montrent les initiatives universitaires et les activités industrielles observées. Il ajoute que le nombre de brevets a été multiplié par six en vingt ans dans ce domaine, et que la capacité de production mondiale de biopolymères entre 2005 et 2020 passera de 500.000 à 4.000.000 de tonnes (soit de 0.25 à 1% du marché des plastiques).

Les études menées par l’Institut pour les bioplastiques et les biocomposites de l’Université des sciences et arts appliqués (IfBB) de Hanovre (Basse-Saxe) confirment cette tendance. D’après le diagramme présenté ci-dessous, le marché devrait subir une croissance exponentielle à partir de 2014 et ainsi atteindre près de 14 milliards d’euros.

Evolution du marché mondial des biopolymères
Crédits : Base de données de l’Institut pour les bioplastiques et les biocomposites de l’Université des sciences et arts appliqués de Hannovre (IfBB)

Il existe néanmoins quelques freins au développement de ces matériaux agrosourcés. Au sein des plantes cultivées pour l’industrie, une concurrence apparaît entre les végétaux destinés à une utilisation énergétique et ceux destinés aux applications techniques. De plus, une partie de l’opinion publique remet en question l’utilisation des surfaces agricoles pour l’industrie au détriment du secteur agroalimentaire.

Plus en aval de la production, les filières de ramassage, recyclage et compostage doivent se tenir prêtes à être clarifiées. Dès 2015, l’Europe devrait mettre en place une séparation entre les bioplastiques et les autres déchets, et ce afin de mieux les valoriser. Le travail des matières plastiques mixes (contenant un faible pourcentage de biopolymères) est également problématique car il est complexe de séparer les fractions de différents plastiques alors que leur fin de vie diffère (recyclage vs biodégradation). Enfin, l’absence d’études sur la partie d’analyse de cycle de vie et du bilan carbone des nouvelles matières est actuellement préjudiciable.

Autres évènements :

Un webinaire (séminaire en ligne) sur le thème de la lignine sera donné le 12/03/2013, à 15 heures, par l’Institut Fraunhofer de recherche sur le bois (WKI) de Brunswick (Basse-Saxe). L’Institut propose un tour d’horizon des applications industrielles de la lignine (polyesters, polyuréthanes, …). Ce séminaire en ligne est gratuit et principalement destiné aux fabricants d’adhésifs. Pour plus de renseignements : http://www.wki.fraunhofer.de/de/events/anmeldeformular.html

[2] « 2,4 milliards d’euros pour la bio-économie » BE Allemagne 505 – 17/11/2010 – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/65116.htm

 

 

Pour en savoir plus, contacts :

– [1] Site internet du programme « Forums d’innovation pour les entreprises régionales » Innovationsforen / Unternehmen Region : http://www.unternehmen-region.de
– Base de données et plateforme sur les biopolymères développée par l’Institut pour les bioplastiques et les biocomposites de l’Université des sciences et arts appliqués de Hannovre (IfBB), Basse-Saxe – http://www.downloads.ifbb-hannover.de/
– Réseau pour les matières synthétiques de Berlin-Brandebourg (KuVBB e.V.), Schwarzheide – http://www.kuvbb.de
– Institut Fraunhofer de recherche sur les polymères (IAP), Potsdam, Brandebourg – http://www.iap.fraunhofer.de
– Centre des bioplastiques de Lausitz (Bioplastics Lausitz), Brandebourg – c
– Gamme de bioplastiques développés par BASF – http://www.bioplastics.basf.com/
– BioTOP, portail des biotechnologies de la région de Berlin-Brandebourg – http://www.biotop.de/
– BIOPRO, cluster sur les biotechnologies du Bade-Wurtemberg – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/m2LxK
– Prof. Dr. Hans-Peter Fink, Directeur adjoint du Réseau pour les matières synthétiques de Berlin-Brandebourg (KuVBB e.V.), Institut Fraunhofer de recherche sur les polymères (IAP) – tél. : +49 355 28 91 30 91 – email : hans-peter.fink@iap.fraunhofer.de
– Dr. Michael Erber, Centre des Bioplastiques de Lausitz – tél. : +49 35 75 26 28 37 – email : michael.erber@basf.com

Sources :

Participation du rédacteur à la conférence sur les biopolymères « Biopolymer und biobasierte Kunstoffe – Nachhaltige Materialien der Zukunft » du 28/02/2013 au 01/03/2013 – Kulturhaus BASF, Schwarzheide, Brandebourg

Rédacteurs :

Clément Guyot, clement.guyot@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr