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Plastiques biosourcés : la revanche du carbone végétal
Les plastiques issus de la biomasse se présentent comme une alternative intéressante aux plastiques traditionnels. Ils font partie de la grande famille des bioplastiques, une appellation générique dont on ne sait pas toujours ce qu’elle englobe… Tâchons d’y voir un peu plus clair à l’heure où la lutte contre le réchauffement climatique passe aussi par la décarbonation de l’industrie des plastiques.
Plastiques biosourcés : la revanche du carbone végétal
Plastiques biosourcés : la revanche du carbone végétal

Bioplastiques, une histoire vieille comme le monde

Du « bio » dès l'Antiquité

On pourrait croire que l’utilisation des plastiques « biosourcés » est apparue au tournant de ce millénaire. Certains étaient pourtant utilisés dès la plus haute Antiquité. Que l’on songe à la balle en latex des joueurs de pelote mayas, 1 600 ans avant notre ère… ou, plus loin encore, aux outils néolithiques assemblés avec des résines végétales, concurrencées déjà, au Moyen-Orient, par des mastics bitumineux. Depuis très longtemps, l’homme puise dans la biomasse pour concevoir des objets du quotidien. Ensemble de la matière vivante, d’origine végétale ou animale, la biomasse produit chaque année environ 172 milliards de tonnes de matières organiques sèches, dont moins de 4% sont utilisées, principalement à des fins alimentaires. Il s’agit pourtant d’un réservoir de ressources à partir duquel il est possible de fabriquer de l’énergie électrique, des biocarburants, du gaz, de l’hydrogène pour les futures piles à combustible… ou des polymères de synthèse.

 

Les hommes préhistoriques utilisaient déjà les polymères végétaux, comme l’ambre, pour fabriquer de petits outils.

« Bio » aussi, les premiers plastiques industriels

Dès le début de l’ère industrielle, les chimistes ont trouvé dans la biomasse les matières de base des premiers polymères artificiels, comme la parkésine, présentée à Londres lors de l’Exposition universelle de 1862. Il s’agit de la toute première matière plastique moderne. On la doit au chimiste anglais Alexander Parkes qui cherchait un substitut au caoutchouc naturel. Obtenu à partir de la cellulose, l’un des principaux composants de la paroi des végétaux, ce nouveau matériau pouvait prendre une forme flexible ou rigide. Résistant à l’eau, il était facilement teintable et surtout moulable à souhait. L’ère des polymères de synthèse était née !

 

Au début du XXe siècle, les poupées étaient en celluloïd, l’un des premiers bioplastiques. Jugé dangereux car très inflammable, ce matériau a été petit à petit retiré du marché.

En 1870, afin de trouver un substitut à l’ivoire, John Wesley Hyatt et son frère, imprimeurs de l'Etat de New York, ont l'idée d'améliorer la parkésine en y ajoutant du camphre.
Ils créent ainsi le celluloïd. Cette matière plastique sera utilisée pour les boules de billard, les balles de tennis de table ou encore dans l’industrie du cinéma. Matériau très inflammable, il fut jugé dangereux et a fini par tomber en désuétude.

La galalithe, quant à elle, est apparue en 1897 et on la doit à Auguste Trillat. C’est un polymère biodégradable issu d’un mélange de formol et de caséine, la protéine du lait.

Son aspect proche de l’ivoire lui valut un grand succès pendant les Années folles, dans la bijouterie fantaisie notamment Quelques boutonniers nostalgiques l'utilisent encore aujourd’hui, et ce polymère pourrait revenir sur le devant de la scène notamment grâce aux travaux du français Lactips, qui l’a fait évoluer jusqu’à obtenir un film hydrosoluble comme celui qui entoure les pastilles de lave-vaisselle.

 

La galalithe, un polymère issu de la caséine du lait, a connu son heure de gloire en servant à la fabrication de petites broches, comme ici cette coccinelle.

De l’autre côté de l'Atlantique, Henry Ford rêve de construire une voiture en plastique, qui serait, selon lui, plus sûre et plus légère qu’une voiture en acier. Il dévoile en 1941 la Hemp Body Car ou Soy Bean Car, un prototype dont certaines pièces sont fabriquées dans un plastique végétal à base de graines de soja ou de chanvre. Avec l’entrée des Etats-Unis dans la Seconde Guerre mondiale, le projet n’ira pas plus loin, malgré l’investissement de millions de dollars dans le développement de ce plastique végétal.

En 1947 apparaît un nouveau bioplastique qui marquera les esprits pour ses performances techniques. Il s’agit du Rislan®, connu également sous l’appellation de polyamide 11. Celui-ci est dérivé de l’huile de ricin. Onéreux à produire, il peine à concurrencer économiquement les plastiques dérivés du pétrole. Cela dit, ses performances techniques sont telles, et plus particulièrement sa parfaite résistance aux substances corrosives, aux UV, aux intempéries, qu’il est fortement utilisé dans la fabrication des durites pour carburant, des conduites flexibles pour les secteurs du pétrole et du gaz, des revêtements de câbles électriques ou encore des semelles de chaussures hautes performances.

 

Le Rislan®, à base d’huile de ricin, est l’un des biopolymères les plus anciens. Ce qui ne l’empêche pas de trouver sa place dans des objets très techniques comme les chaussures de ski.

Il faudra ensuite patienter une cinquantaine d’années pour assister à l’émergence d’une nouvelle génération de bioplastiques, tels que le PLA ou les PHAs, produits à partir de l’amidon des plantes comme le maïs, émergence liée à l’essor de la chimie verte dans les années 1990.

 

Pour en savoir plus sur les PLA et les PHA, voir la partie 3 de notre dossier.

 

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