Le bioplastique produit par les plantes
Une alternative écologique au plastique traditionnel
Le plastique, un polymère organique synthétique non biodégradable, dérivé du pétrole (exemple poly(butylène succinate) ou PBS), est devenu omniprésent dans notre quotidien en raison de ses nombreuses applications. Cependant, sa production constante a des conséquences néfastes sur l'environnement, avec une production mondiale atteignant 352 millions de tonnes en 2021. De cette production, seulement 8,3% (= 32,5 millions de tonnes) est recyclée après utilisation (source : Plastics Europe).
Face aux problèmes causés par le plastique non biodégradable, le bioplastique émerge comme une alternative prometteuse. Contrairement au plastique traditionnel, le bioplastique est fabriqué à partir de biomasse renouvelable, tels que des produits agricoles, et grâce à des microorganismes tels que bactéries, levures, voire même des plantes transgéniques.
1. Types de bioplastique
Le bioplastique peut être classé en deux catégories principales selon sa biodégradabilité :
Bioplastique biodégradable d'origine
Bioplastique non biodégradable d'origine biologique. Exemple : Bio-PE (Bio-polyéthylène).
Il est essentiel de noter que tout le bioplastique n'est pas nécessairement biodégradable, nécessitant des conditions spécifiques pour le compostage.
L’importance du bioplastique provient de ses nombreux avantages, tels que :
Empreinte carbone réduite ;
Biodégradabilité accrue ;
Possibilités de recyclage.
Pour ces raisons, la production mondiale de bioplastique a augmenté pour atteindre 5,9 millions de tonnes en 2021, représentant 1,5% de la production totale de plastique (source : Plastics Europe), avec des projections indiquant une augmentation de 40% d'ici 2030. L'Europe et l'Asie sont les principaux producteurs de bioplastique.
2. Importance et applications du bioplastique
Parmi les bioplastiques les plus commercialisés, on trouve le PLA, le PBAT (polybutylène adipate téréphtalate), le PHA, et les matériaux à base d'amidon. Le premier bioplastique, bio-PET (bio-polyéthylène téréphtalate), a été produit par PepsiCo en 2011, à partir de panic raide, d'écorce de pin et d'écorces de maïs.
Les applications du bioplastique sont diverses :
Production des sacs ;
Dispositifs médicaux et applications biomédicales;
L’impression 3D et 4D (impression des tissus humains) ;
Emballages alimentaires ;
Industrie d’automobile ;
Electronique ;
Construction ;
Domaine de l’agriculture et de l’horticulture ;
Industrie du textile.
Bioplastique utilisé dans l’impression 3D
Le bioplastique est produit par plusieurs techniques traditionnelles et innovatives grâce aux :
Microorganismes (bactéries) : C’est le plus abondant ;
Algues : servent dans la production et comme source de biomasse ;
Plantes : la biomasse des végétaux est souvent utilisée pour la production de bioplastique par les microorganismes.
Cependant, le coût élevé, en particulier pour le PHA (trois fois plus élevé que le plastique synthétique) et le rendement faible, limitent encore sa production.
3. Fabrication du bioplastique
Une solution innovante consiste à utiliser la biotechnologie pour introduire des gènes microbiens responsables de la production de bioplastique dans les plantes, créant ainsi des plantes transgéniques. Ces dernières peuvent utiliser directement le CO2, l'eau, les sels minéraux et l'énergie solaire pour produire du bioplastique, réduisant ainsi les coûts de production.
L'Arabette des dames (Arabidopsis thaliana) a été la première plante transgénique à produire du PHA, suivi de plusieurs autres, notamment le tabac (Nicotiana tabacum), la canne à sucre (Saccharum officinarum), le colza (Brassica napus), le cotonnier américain (Gossypium hirsutum) et le lin (Linum usitatissimum).
Arabette des dames
(Arabidopsis thaliana)
Plante de tabac
(Nicotiana tabacum)
Canne à sucre
(Saccharum officinarum)
Sources :
Livre : Kuddus, M. & Roohi (Ed.). (2021). Bioplastics for sustainable development. Springer Singapore.
Sources supplémentaires :
Article de synthèse : Atiwesh, G., Mikhael, A., Parrish, C. C., Banoub, J. & Le, T. A. T. (2021). Environmental impact of bioplastic use: A review. Heliyon, 7(9).
Article de synthèse : Onen Cinar, S., Chong, Z. K., Kucuker, M. A., Wieczorek, N., Cengiz, U. & Kuchta, K. (2020). Bioplastic production from microalgae: a review. International journal of environmental research and public health, 17(11), 3842.
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