Il est indéniable que les plastiques font partie intégrante de nos vies technologiques, de consommateurs et récréatives. Peu coûteux à fabriquer et extrêmement polyvalents, les plastiques peuvent être moulés, pressés, comprimés et modelés dans toutes les formes et à toutes les fins. Nous connaissons tous les plastiques utilisés pour emballer les aliments, les boissons et les articles de toilette ou encore pour fabriquer les jouets colorés et solides avec lesquels nos enfants jouent, mais ces matériaux omniprésents sont également employés pour fabriquer des instruments et des dispositifs médicaux qui peuvent sauver des vies, des vêtements imperméables et même des gilets pare-balles.

Les plastiques : qu’est-ce que c’est ?

Le terme « plastique » provient du mot grec « plastikos », qui signifie prêt à être moulé, et désigne en fait une large gamme de matériaux de synthèse. Le plupart des plastiques sont des polymères. Ces derniers sont composés de petites molécules organiques qui se lient entre elles pour former de longues chaînes. Les propriétés finales de tout polymère, comme la résistance à la chaleur, sa malléabilité ou son élasticité, dépendent de la composition chimique des unités de base, les monomères, ainsi que de la longueur des chaînes polymères et de la façon dont ces chaînes interagissent les unes avec les autres.

Le polyéthylène téréphtalate ou PET, qui est une sorte de polyester, est un des plastiques les plus fabriqués dans le monde. Ce polymère est utilisé sous ses différentes formes pour produire un très large éventail de biens et, en particulier, pour l’emballage alimentaire. Nous connaissons tous les noms de nombreux autres plastiques courants comme le polystyrène et le PVC (chlorure de polyvinyle).

La majeure partie des plastiques fabriqués aujourd’hui le sont à partir de combustibles fossiles comme le pétrole brut et le charbon, mais de récentes avancées scientifiques permettent désormais de fabriquer des plastiques à partir de sources durables dérivées de végétaux ou de matières premières comme notamment la canne à sucre, l’amidon de pomme de terre, la cellulose (bois), le maïs, le soja, les huiles végétales usées et d’autres déchets agricoles et alimentaires. Les ingénieurs chimiques et de procédés du monde entier développent actuellement des méthodes pour produire des polymères et des plastiques biosourcés en mesure de remplacer les matériaux obtenus à partir de combustibles fossiles. Aujourd’hui, de nombreux polymères qui peuvent être fabriqués à partir de matières premières renouvelables ont des propriétés identiques à leurs homologues dérivés de combustibles fossiles et sont souvent entièrement biodégradables et recyclables.

Des bioplastiques pour tous les jours

Les voies de substitution pour la fabrication des bioplastiques

Les entreprises du secondaire, les scientifiques spécialisés dans les matériaux et les groupes privés et publics exploitent les développements de la biotechnologie « blanche » ou industrielle, pour optimiser les procédés qui peuvent être utilisés pour mettre au point des méthodes écoénergétiques et économes en ressources pour la fabrication de bioplastiques durables, plus écologiques.

Voici quelques exemples :

  • Une équipe de l’Université de Bath au Royaume-Uni a mis au point une méthode qui permet de fabriquer des microbilles complètement biodégradables avec de la cellulose. 
  • Le projet EUROPHA financé par l’Union européenne travaille à la mise au point d’un polyhydroxyalkanoate (un bioplastique à base de PHA) biodégradable 100 % naturel pour les emballages alimentaires.1.  
  • Le fabricant de biopolymères mexicain Biofase fabrique des pailles et des couverts en bioplastique à partir de noyaux d’avocat pour remplacer les produits jetables fabriqués avec des produits pétrochimiques. 
  • La société new-yorkaise Ecovative Design a mis au point une technologie qui utilise les champignons pour cultiver des plastiques de substitution biosourcés qui peuvent être utilisés pour une large gamme de produits qui va des vestes isothermes aux vêtements et chaussures techniques, en passant par les éponges pour l'application de cosmétiques. 
  • GC Innovation America, qui fait partie de la société de produits chimiques thaïlandaise PTT Global Chemical Public Company Ltd, développe des produits chimiques d'origine biologique en utilisant de l’acide succinique issu de sources renouvelables.
  • La start-up française Lyspackaging fabrique la Veganbottle, une bouteille biodégradable et entièrement produite à partir de végétaux, qui remplace les bouteilles d’eau en plastique issu du pétrole traditionnelles dont 200 000 tonnes échappent au recyclage chaque année rien qu’en France.

D’après des estimations récentes, si les bioplastiques ne représentent actuellement que 1 % du total des plastiques produits chaque année dans le monde2, la capacité de production de ces matériaux augmente et le marché global des biopolymères et des matières bioplastiques, qui était de près de 6,95 milliards de dollars en 2018, devrait atteindre 14,92 milliards de dollars en 20233.

Le financement public est capital pour soutenir l’innovation dans ce domaine. Fin 2018, le gouvernement britannique a débloqué 60 millions de livres Sterling pour soutenir le développement de méthodes durables pour convertir les déchets agricoles, alimentaires et industriels en emballages respectueux de l’environnement4. L’UE finance de manière similaire toute une gamme d’initiatives, notamment le développement de procédés permettant de transformer les déchets de la canne à sucre en biopolymères pour des applications ignifuges, et des bioplastiques qui peuvent être utilisés pour fabriquer des emballages alimentaires 100 % compostables5

Bioplastiques : la boucle est bouclée

Les nouveaux procédés permettant de transformer la biomasse en biopolymères et bioplastiques reposent sur des technologies et des équipements de procédé efficaces et fiables. En sa qualité de leader mondial des biotechnologies blanches, GEA est à l’avant-garde dans ce domaine. Notre groupe travaille dans le secteur des bioplastiques depuis plus de dix ans. Nous développons, testons et perfectionnons des équipements et des technologies qui permettent à l’industrie de transformer les procédés de recherche et développement et pilotes en flux de fabrication commerciale viables.

Bioplastiques : la boucle est bouclée

Les spécialistes de GEA possèdent une grande maîtrise des principales étapes de fabrication, notamment de l’utilisation de composés semi-finis biosourcés tels que l’acide succinique, qui offrent des voies alternatives pour la fabrication de bioplastiques. Un autre exemple est la production d’acide lactique à partir de sources végétales. L’acide lactique est utilisé pour fabriquer de l'acide polylactique (PLA), qui est un polymère durable biodégradable qui peut remplacer le PET et un des bioplastiques les plus fabriqués dans le monde aujourd’hui.

Les ingénieurs de GEA peuvent concevoir sur mesure des systèmes pour les phases de procédé en amont et en aval de la fabrication des produits semi-finis et des biopolymères. La gamme de GEA comprend des solutions pour la fermentation et la séparation de la biomasse utilisant des centrifugeuses ou la filtration membranaire, des technologies de purification par distillation et de cristallisation par fusion, et des procédés en aval tels que ceux de concentration, cristallisation et séchage du produit final.

GEA participe également à l’initiative PRODIAS financée à hauteur de 14 millions d’euros par l’UE, grâce à laquelle huit entreprises travaillent à travers l’Europe pour mettre au point des technologies durables qui réduisent les coûts de production des solutions renouvelables appelées à remplacer les produits issus de ressources fossiles6.

Plus important encore, GEA travaille avec les entreprises pour résoudre les difficultés des procédés, améliorer l’efficacité et contribuer à transformer des concepts innovants en procédés industriels viables pour la fabrication de bioplastiques et d’autres produits biosourcés. Chaque solution est conçue pour aider à économiser l’énergie et l’eau, recycler la chaleur dégagée et réduire les déchets et les émissions lorsque cela est possible, pour que les procédés durables soient mis en œuvre en utilisant des technologies durables.

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