Bioplastiques : types, exemples, inconvénients et élimination

Un bioplastique est un plastique issu de matières premières renouvelables, biodégradable, ou les deux à la fois. Le préfixe recouvre donc 2 caractéristiques à la fois, et chacune peut exister seule. C'est précisément là que réside la confusion la plus fréquente.

L'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) recommande le terme polymères biosourcés plutôt que bioplastique. L'organisation place ici la barre haut. Un polymère n'est considéré comme supérieur que si l'ensemble de son cycle de vie le démontre. Une matière première d'origine végétale ne suffit donc guère comme preuve.

Le Knowledge Graph de Google répertorie l'entrée sous plastique biosourcé. Là aussi, la distinction entre origine et dégradation vient en premier. Elle traverse tout le sujet.

4 matières de base végétales constituent le fondement : le sucre, l'amidon, la cellulose et la lignine. Les plantes qui les fournissent sont le maïs, la canne à sucre, la betterave sucrière, la pomme de terre, le blé et le bambou. S'y ajoutent des huiles végétales, de la sciure et de la paille.

Par fermentation, le sucre fournit l'acide lactique pour l'acide polylactique et nourrit les bactéries pour les polyhydroxyalcanoates. L'amidon est déstructuré par voie thermoplastique, puis transformé directement. La cellulose provient du bois et du coton et constitue la base des plus anciens représentants de la famille.

Pour les matières premières, l'UBA fait une distinction selon les surfaces. Les plantes peu exigeantes cultivées sur des sols à l'écart de la production alimentaire sont considérées comme un choix approprié. La canne à sucre cultivée sur de bonnes terres agricoles entre en revanche en concurrence directe avec la culture de denrées alimentaires.

4 étapes mènent du champ au produit : la récolte, la conversion en monomère, la construction du polymère et la mise en forme. La matière est ensuite commercialisée sous forme de granulés.

Pour l'acide polylactique, le processus passe par la fermentation. Des bactéries transforment le sucre issu du maïs ou de la canne à sucre en acide lactique. Le polymère est obtenu à partir de l'acide lactique par ouverture de cycle. On obtient au final des granulés de quelques millimètres.

L'amidon thermoplastique saute l'étape de la polymérisation. L'amidon est déstructuré sous l'effet de la chaleur et de la pression, avec des plastifiants, jusqu'à devenir fluide. L'amidon thermoplastique pur reste toutefois sensible à l'eau. En pratique, il est donc mélangé à d'autres polymères, le plus souvent au polybutylène adipate téréphtalate.

Les granulés quittent l'usine sous forme de compound. Il s'agit d'une formulation prête à l'emploi composée de polymère, de charge, de colorant et d'additifs. C'est précisément cette étape qui compte pour l'évaluation sanitaire. Selon des études, les produits finis contiennent nettement plus de substances chimiques que les granulés bruts.

Après la cellulose, la lignine est le deuxième biopolymère le plus répandu sur Terre et représente 20 à 30 % de la matière sèche du bois. L'industrie papetière la sépare lors de la fabrication de la pâte de cellulose et en brûle la plus grande partie pour produire de l'énergie. En tant que matière première pour les plastiques, la lignine est donc un résidu et non un produit cultivé.

La lignine est presque toujours transformée sous forme de blend, c'est-à-dire en mélange avec des fibres naturelles ou d'autres polymères. On en fabrique des pièces moulées, des boîtiers, des pièces pour meubles et jouets. La matière dégage une légère odeur de bois et peut être teintée.

Son avantage par rapport au maïs ou à la canne à sucre réside dans la question des surfaces. La lignine est de toute façon produite, selon les estimations 50 à 100 millions de tonnes par an dans le monde. Aucune surface cultivée spécifique n'est donc nécessaire, et la concurrence avec l'alimentation pour les terres disparaît également. Aucun chiffre fiable n'est encore disponible sur la quantité valorisée comme matière.

Ce matériau est plus ancien que le plastique issu du pétrole. La production de celluloïd a commencé en 1869, soit 38 ans avant l'invention de la bakélite. Le celluloïd repose sur la cellulose, une matière première d'origine végétale. L'histoire du cinéma y est étroitement liée : jusqu'à l'ère numérique, les films de cinéma étaient faits de ce matériau.

À partir de 1923, la cellophane s'y est ajoutée en grandes quantités. Elle fournissait des films transparents et a marqué l'emballage de la première moitié du XXe siècle. La galalithe, fabriquée à partir de protéines de lait, en fait également partie et a servi dès 1897 à fabriquer des boutons et des bijoux.

Ce n'est qu'avec la pétrochimie bon marché, à partir des années 1950, que ces premiers représentants ont été supplantés. Le prix des matières premières a été décisif, la qualité est passée au second plan. Le retour actuel des bioplastiques referme ainsi une boucle au bout d'environ 70 ans.

Au total, l'UBA a analysé 85 écobilans, études et articles spécialisés, et en a présenté les résultats le 8 octobre 2012. Le constat est clair. Les emballages en plastique biodégradable et les emballages en plastique issu du pétrole se valent au bout du compte.

Le bilan se déplace au lieu de s'améliorer. La fabrication, l'utilisation et l'élimination génèrent moins de CO2, et la consommation de pétrole diminue. En contrepartie, l'acidification et la surfertilisation des sols et des eaux augmentent, en raison de l'utilisation d'engrais pour la culture des matières premières. Le terme technique pour le second effet est l'eutrophisation.

La courte prise de position de septembre 2017 parvient à la même conclusion. Le plastique issu du pétrole libère davantage de CO2 lors de sa fabrication. Les plantes utilisées comme matière première entraînent en revanche un degré élevé de surfertilisation. Aucune des deux évaluations ne met en évidence un avantage clair pour l'environnement.

Le règlement européen sur les emballages (UE) 2025/40 est entré en vigueur le 11 février 2025. Il s'applique directement dans tous les pays de l'UE à partir du 12 août 2026. En Allemagne, le Verpackungsrecht-Durchführungsgesetz (loi d'application du droit des emballages) entre en vigueur le même jour en complément.

L'article 9 régit les emballages compostables et inverse la logique qui prévalait jusqu'ici. À partir du 12 février 2028, 3 types d'emballages devront être compostables industriellement : les sachets de thé, les unités à portion individuelle pour les systèmes à café et à thé ainsi que les étiquettes autocollantes apposées sur les fruits et légumes. Pour tous les autres emballages, la compostabilité reste l'exception et exige un avantage démontrable pour l'environnement ou la santé.

Le législateur suit ainsi la ligne des autorités. La dégradabilité est exigée là où l'emballage se retrouve de toute façon avec les biodéchets. Un tri manuel y est exclu. Un sachet de thé dans le marc de café en est l'exemple type.

Les matériaux en contact avec l'eau relèvent d'un droit spécifique. Celui-ci est plus strict que le droit alimentaire. Le § 14 de la Trinkwasserverordnung (ordonnance allemande sur l'eau potable) fixe les règles d'hygiène. Sur la base du § 15, l'UBA publie à cet effet des critères d'évaluation, dont un pour les plastiques. Ce dernier comporte des listes positives des substances de départ autorisées. Le guide consacré aux substances contenues dans l'eau du robinet montre ce qui arrive finalement dans l'eau.

À partir du 31 décembre 2026, un cadre européen remplace la réglementation nationale. La décision d'exécution (UE) 2024/367 du 23 janvier 2024 établit les listes positives européennes, notamment pour les substances de départ des matériaux organiques. Les substances de départ autorisées au niveau national entre le 13 juillet 2021 et le 31 décembre 2026 peuvent encore être utilisées au niveau national jusqu'au 31 décembre 2032.

Ce calendrier a une conséquence qui passe inaperçue dans le débat sur les matériaux. Le règlement délégué (UE) 2024/369 régit la manière dont de nouvelles substances de départ sont inscrites sur la liste par l'intermédiaire de l'Agence européenne des produits chimiques (ECHA). Quiconque souhaitait faire inscrire une nouvelle substance devait notifier son intention au titre de l'article 2 au plus tard le 31 décembre 2025. Pour l'eau potable, une substance a donc besoin soit d'une inscription sur la liste, soit d'une notification effectuée dans les délais. L'écobilan n'entre pas en ligne de compte.

Il n'existe aucune documentation publique indiquant si certains bioplastiques comme l'acide polylactique ou les polyhydroxyalcanoates figurent sur les listes positives européennes. Ce guide présente donc la situation juridique et les délais, sans se prononcer sur l'inscription d'une substance en particulier.

Une cartouche filtrante doit remplir 3 conditions à la fois. Elle doit rester en permanence dans l'eau. Elle doit tenir pendant des mois. Et elle doit convenir à l'eau potable. Les bioplastiques ne remplissent ces 3 conditions qu'en partie, et leurs faiblesses s'accentuent en utilisation humide continue.

Alb Filter a donc retiré les bioplastiques de ses cartouches filtrantes. 3 raisons ont été déterminantes. Premièrement, les matériaux à base d'amidon et de cellulose gonflent au contact prolongé de l'eau. Deuxièmement, selon l'étude de 2020, ce sont précisément ces 2 groupes qui ont montré la plus forte toxicité en culture cellulaire. Troisièmement, la procédure d'autorisation pour le contact avec l'eau exige une inscription sur la liste positive.

Pour un produit en contact quotidien avec l'eau potable, la sécurité l'emporte sur l'avantage lié à la matière première. Un matériau qui reste 12 mois dans l'eau doit rester stable pendant toute cette durée. Le guide Qu'est-ce que le charbon actif explique le rôle que joue le média filtrant. Pour les emballages jetables dont la durée d'utilisation se compte en minutes, le calcul est tout autre. L'aperçu des technologies de filtration montre comment un filtre à eau est conçu.

Les bioplastiques sont une solution partielle pour un domaine d'application délimité. Leur bilan environnemental dépend de 3 facteurs : la formulation, la filière d'élimination et les conditions de culture. Ces 3 facteurs restent invisibles sur le produit fini.

De bonnes raisons plaident pour les applications de courte durée comportant des souillures organiques, en premier lieu les films de paillage, les sachets de thé et les dosettes de café. C'est précisément là qu'intervient le législateur européen à partir de 2028. Pour les produits durables en contact avec l'eau ou les aliments, la preuve reste en revanche à apporter. L'autorisation pour l'eau potable restreint encore davantage la voie.

Les bioplastiques réduisent de manière mesurable la consommation de matières premières fossiles. Que le bilan global soit meilleur ou non dépend du cas particulier. En l'état actuel, le constat de l'UBA est clair. Dans les 85 écobilans examinés, aucun avantage général pour l'environnement n'a pu être démontré. Pour réduire sa propre consommation de plastique, un filtre à eau potable à la place de l'eau en bouteille est plus efficace qu'un changement de matériau. Le guide Eau du robinet ou eau minérale compare les deux options.