France
November 23, 2005
SourceL
ARVALIS -
Institut du Végétal
LA CHIMIE VÉGÉTALE A VOCATION À SE SUBSTITUER À LA
PÉTROCHIMIE
Le carbone végétal, constituant essentiel des plantes, donc
renouvelable, est une voie de remplacement du carbone fossile
pour la fourniture d'énergie et de matières premières.
L'épuisement probable à la fin de ce
siècle des ressources fossiles (charbon, pétrole et gaz
naturel), exploitées à la fois pour produire de l'énergie et
comme matière première de la chimie du carbone, conduit à
rechercher activement des produits de substitution répondant aux
mêmes besoins d'utilisation.
J. C. Pasty précise dans son rapport
intitulé « Les débouchés non alimentaires des produits agricoles
: un enjeu pour la France et l'U.E. », publié en 2004, qu' il n'
existe pas d'alternative à l utilisation du carbone fossile, en
dehors du carbone fixé par les plantes (ou carbone végétal) et
que la chimie végétale a par conséquent vocation à se substituer
à la pétrochimie.
Dans tous les pays industriels, c'est
une tendance lourde d'utiliser les produits végétaux pour la
chimie et les énergies renouvelables.
Cette orientation est d'autant plus
nécessaire que dans le cadre de la lutte contre le changement
climatique, l'Europe s'est engagée à stabiliser, puis à réduire
très fortement les émissions de gaz à effet de serre. Plus
récemment, le gouvernement français s'est fixé comme objectif de
réduire les émissions de gaz à effet de serre par quatre d'ici
2050. Ces objectifs ne seront atteints que par la promotion
vigoureuse de toutes les formes possibles d'économie d'énergie
et par la mobilisation massive de la biomasse dans toutes ses
utilisations.
LA PRODUCTION DE
MATIERES AGRICOLES POUR L'INDUSTRIE UN GISEMENT VÉGÉTAL
RENOUVELABLE
La substitution du pétrole par des
produits d origine végétale est positive pour l'environnement.
La matière première agricole est renouvelable. Son usage diminue
l'émission de gaz carbonique dans l'atmosphère et permet la
fabrication de matériaux biodégradables.
L'agriculture produit chaque année une matière première
utilisable pour la fabrication de matériaux ou d'énergie alors
qu'il faut 25 millions d' années pour reconstituer les réserves
de pétrole. Ce caractère renouvelable de la production agricole
est un de ses atouts majeur.
Par la photosynthèse, les plantes
valorisent l'énergie solaire pour fabriquer leur matière sèche.
Absorbant de l'eau et des éléments minéraux fournis par le sol,
elles fixent le carbone de l'air sous forme de sucres, d'amidon,
de cellulose, de matières azotées, d' huile et libèrent
de l'oxygène.
Ainsi un hectare de céréales en croissance fixe 5 tonnes de
carbone dont 3 tonnes stockées dans le grain et 2 tonnes
réparties dans la paille et les racines.
Le végétal a donc déjà capté dans l'atmosphère le gaz carbonique
libéré éventuellement ensuite par la biodégradation de matériaux
d'origine végétale ou par la combustion de biocarburants. Ce gaz
carbonique puisé dans l'air par les plantes retourne dans
l'atmosphère sans participer à l'augmentation des gaz à effet de
serre.
C'est ainsi que par exemple
l'utilisation des bio - plastiques d'origine végétale en
remplacement des polymères d'origine pétrolière diminue de 30 à
75 % l' émission de CO2 (source USIPA PWC).
La comparaison des produits issus de
matières premières fossiles avec des produits issus du végétal,
dans les mêmes conditions de fabrication, est, d'un point de vue
environnemental (consommation d'énergie primaire non
renouvelable, effet de serre, acidification) très souvent à
l'avantage des produits issus du végétal (source : Bilan
environnemental des filières végétales, ADEME, octobre 2004).
Enfin, et c'est aussi un de leurs grands
avantages, les matériaux fabriqués à partir d'une matière
première végétale contiennent intrinsèquement la solution de
leur élimination (biodégradabilité) et peuvent être assimilés
directement par les micro-organismes du sol.
LES BIO -
PLASTIQUES
PLASTIQUES D'ORIGINE VEGETALE,
RENOUVELABLES ET BIODEGRADABLES
Les bio-plastiques sont actuellement
fabriqués à partir de plantes entières, à partir d'amidon
extrait des céréales (blé ou maïs) ou de la pomme de terre, et à
partir du glucose (dérivé de l'amidon) transformé en acide
polylactique. Ce sont des produits qui commencent à pénétrer
avec succès certains marchés comme ceux des sacs et de
l'agriculture parce qu'ils sont renouvelables et
biodégradables.
Les grandes qualités de résistance et de
polyvalence des plastiques traditionnels, combinées au
développement d'une industrie de la plasturgie particulièrement
performante, notamment en France, et à des coûts de matière
première fossile limités (1 à 2 ¬ /kg) ont permis l'essor
exceptionnel de ces matériaux.
L'utilisation de ces matières plastiques en France atteignait
6,7 millions de tonnes en 2003. Ils sont fabriqués à partir de
polymères synthétiques : le polyéthylène, le polypropylène, le
polyuréthane et le polystyrène. Ils ont de très nombreux
débouchés dont l'emballage (notamment agroalimentaire), qui
reste le principal.
Une prise de conscience pour rechercher
des solutions nouvelles plus respectueuses de l'environnement
L'exploitation intensive du plastique,
les coûts financiers et environnementaux de son recyclage
conduit à la disparition de certains matériaux (PVC dans la
fabrication de bouteilles d'eau minérale, polystyrène en
Allemagne) et à rechercher des alternatives plus respectueuses
de l'environnement.
La réduction de la quantité des
emballages est une voie. Celle de favoriser le développement de
nouveaux matériaux comme les bio-plastiques en est une
complémentaire. D'ailleurs, la plupart des producteurs de
plastiques traditionnels sont en mesure de produire ou
produisent déjà des bio-plastiques. Leur fabrication ne
nécessite aucun investissement lourd car les équipements
(extrudeuses, machines à injection ou à thermoformer) sont les
mêmes que pour fabriquer des plastiques traditionnels.
LES DEBOUCHES
Les bio-plastiques commencent à pénétrer
avec succès certains marchés comme ceux des sacs et de
l'agriculture.
La priorité clairement donnée à
l'objectif de développement durable, la lutte engagée contre le
changement climatique et les perspectives d'épuisement des
ressources pétrolières se traduisent déjà aujourd'hui par un
développement de l'offre de bio-plastiques en particulier dans
trois segments de marché : sacs, emballage et agriculture.
- Les sacs : le segment du sac présente
un fort potentiel de marché. Les différentes utilisations des
sacs plastiques rendent leur recyclage difficile. Le
développement du marché du sac biodégradable implique la mise en
place d' une filière de compostage.
- En agriculture, les matériaux biodégradables sont aujourd' hui
passés de la phase de recherche et de développement à celle de
commercialisation. Les produits sont de plus en plus adéquats.
Les plus avancés sont les films de paillage. C'est un marché où
le biodégradable répond à un besoin et à une demande existante :
économie en coûts de ramassage et de nettoyage, moins de main
d'oeuvre requise.
- Les emballages ménagers : l'offre des produits biodégradables
est aujourd' hui réellement aboutie pour certains segments de
produits : emballage fruits et légumes, boulangerie&
- La restauration hors domicile (produits à usage unique).
- L' hygiène et cosmétique : l'utilisation des biodégradables
reste dépendante de l'engagement de l'entreprise dans une
démarche écologique.
- Autres (ex. pneumatiques)
Grâce à leurs performances et à leurs
propriétés spécifiques, les bio-plastiques pénètrent avec succès
certains marchés de niche comme de masse.
Pour ne prendre que l'exemple des sacs plastiques, les
bio-plastiques offrent une palette de produits adaptés à leur
mode d'utilisation : les sacs jetables de faible litrage pour
les commerces de proximité et certains usages (fonction
d'emballage des fruits et légumes) et les sacs réutilisables ou
cabas de grand litrage pour les grandes surfaces. Enfin, les
sacs biodégradables sont utilisés dans le cadre des collectes de
déchets organiques qui ont naturellement vocation à être
compostés.
Dans la mesure où leurs caractéristiques
fonctionnelles (résistance, transparence, durabilité, effet
barrière) conviennent pour l'usage recherché, les bio-plastiques
issus de matières renouvelables et réellement biodégradables
sont une solution d'avenir.
En 2003, le marché mondial des
bio-plastiques était estimé à environ 100 000 tonnes dont 60 %
en Europe.
LES BIO - PLASTIQUES ET
LE DEVELOPPEMENT DURABLE
ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX
L'intérêt environnemental des bio -
plastiques d'origine végétale est indéniable : ils sont à la
fois réellement et totalement biodégradables, renouvelables et
concourent à limiter l'effet de serre.
Une des solutions durable pour limiter
les déchets est de réduire la quantité d'emballages. Des
initiatives ont déjà été prises dans ce sens dans le domaine de
la sacherie. Néanmoins, la suppression totale de tous les sacs
et emballages étant utopique, les bio-plastiques représentent la
solution naturelle à leur substitution. C'est ainsi que,
s'agissant des sacs jetables, la Ministre de l'Ecologie et du
Développement Durable Madame Nelly Olin, a déclaré le 20
septembre 2005 aux assises nationales des déchets : « là où il
est indispensable de maintenir l'usage des sacs jetables,
j'encourage fortement l'emploi de sacs biodégradables ».
Sur le plan environnemental, les
inconvénients liés à l'utilisation des ressources pétrolières
sont évités et les émissions de CO2 sont réduites de 30 à 75 %.
Une comparaison des impacts environnementaux des différents
types de sacs de caisse (jetable et cabas réutilisables) a été
réalisée par l'ADEME en septembre 2005. Les résultats sont
largement en faveur des produits d'origine végétale en terme
d'économie d'énergie primaire non renouvelable, d'émissions de
gaz à effet de serre, d'acidification atmosphérique et de
consommation d'eau.
La biodégradabilité est définie
par des normes
La biodégradabilité est une notion bien
précise, définie par des normes. C'est un processus naturel de
décomposition de la matière organique qui est le plus
fréquemment mis en Suvre par compostage.
Quatre éléments (humidité, oxygène, température et
micro-organismes) concourent aux trois étapes indispensables du
processus : fragmentation, bioassimilation et minéralisation.
La durée de biodégradation totale des matériaux est un élément
essentiel pour leur usage : le choix du matériau est fait en
fonction des applications. C'est ainsi que la biodégradabilité
se doit d'être mesurée.
Pour les emballages, la norme harmonisée européenne EN 13432
traduite en droit français (JO du 13 juillet 2001) permet de
déterminer, grâce à des tests normalisés ISO, la
biodégradabilité et l'aptitude au compostage dans un temps donné
tout en contrôlant la concentration des métaux lourds et
l'absence de toxicité. Le seuil de biodégradabilité demandé de
90% doit être atteint en 6 mois au maximum.
Dans le secteur des plastiques
agricoles, la norme NF U 52-001 publiée le 20 janvier 2004
définit la biodégradabilité et la non toxicité (éco-toxicité et
phyto-toxicité) des produits.
Il ne faut pas confondre les plastiques
biodégradables, d'origine fossile ou végétale, avec les
plastiques « additivés ». Les plastiques « additivés », parfois
improprement appelés « (bio) dégradables » ne sont en réalité
que fragmentables. Leur fragmentation en lambeaux, confettis ou
poussière ne répond au mieux qu'au problème posé par la
pollution visuelle et interdit à tout jamais leur récupération
et leur élimination.
La valorisation des bio - plastiques par le compostage
Bien qu ils puissent être incinérés, la
voie naturelle de la valorisation des bio - plastiques est le
compostage. Cette voie est économiquement la meilleure et
nécessite un faible niveau d'investissement. La production de
compost de qualité utilisé comme amendement organique en
agriculture constitue une réponse positive aux problèmes de
récupération de matière à partir des déchets et diminue la
quantité de matière organique dans les décharges.
Rappelons à ce sujet que la Ministre de l Ecologie et du
Développement Durable Madame Nelly Olin a insisté sur le
nécessaire développement de la filière de valorisation organique
par compostage ou méthanisation.
ASPECTS ECONOMIQUES ET SOCIAUX
La compétitivité des bio - plastiques va
s'accroître au fur et à mesure du développement de leur marché.
La pérennité d'approvisionnement et la
relative stabilité du prix des matières premières végétales
comparé au cours du pétrole en font des solutions économiquement
viables à moyen terme.
Grâce au progrès de la recherche, des
gains en compétitivité ont déjà été réalisés : le rapport de
prix entre les bio-plastiques et les plastiques traditionnels s
est sensiblement amélioré depuis plusieurs années et ne cesse de
se réduire.
Les quantités produites de bio-plastiques étant encore
confidentielles et les efforts de recherche et de développement
considérables, les coûts fixes (dont environ 30% sont
attribuables à la R&D) représentent une part considérable dans
le calcul du prix de revient des bio-plastiques. On peut à cet
égard compter sur une coopération étroite et active entre les
filières agricoles d'amont, les entreprises de transformation
d'aval et des chercheurs publics (INRA, CNRS& ). Plus récemment,
plusieurs des pôles de compétitivité retenus par les pouvoirs
publics sont consacrés au thème des valorisations
non-alimentaires des produits agricoles.
Il y a donc d'importantes réserves d'économies d'échelle, qui se
réaliseront naturellement au fur et à mesure de l'augmentation
de la demande et donc des quantités produites. Il est à noter
que les plastiques traditionnels ont eux aussi connu, après la
2ème guerre mondiale, la même évolution de marché.
Toutefois, il est à signaler que contrairement au prix des
plastiques traditionnels, le coût des bio-plastiques est peu
fonction du coût pétrole.
D'un point de vue social, le recours à
une matière première renouvelable d'origine européenne permet
d'entretenir un tissu rural actif et de garantir une relative
indépendance par rapport aux produits d'origine pétrolière.
Enfin, de par leur technologie
innovante, les bio-plastiques apportent une réponse positive à
la problématique des importations de films et produits
plastiques en provenance d'Asie qui concurrencent directement la
plasturgie française.
LES BIO - PLASTIQUES
DONNEES CHIFFREES
Quelques producteurs
La production mondiale de polymères
biodégradables est passée de l'échelle pilote à l'échelle
industrielle depuis le début des années 90.
- La capacité de production était ainsi estimée à 250 000 tonnes
en 2003 contre à peine 500 tonnes en 1990 (ouverture aux USA
d'une usine capable de produire 140 000 tonnes de PLA,
développement régulier de la production de Novamont).
-Le marché mondial des bio-plastiques était estimé en 2003 à
environ 100 000 tonnes dont la plus grande partie (environ 60%)
en Europe.
Les perspectives établies à partir des
chiffres actuels et sur la base des sources disponibles (rapport
PRO-BIP, Ernst and Young& ) sont détaillées ci-dessous, sur la
base de 2 scénarios :
- un scénario « sans politique incitative », c'est-à-dire une
simple prolongation de la tendance actuelle
- un scénario avec mise en place, en particulier en Europe,
d'une politique incitative
Perspectives de parts de marché
et de production de bio-plastiques en Europe
Perspectives de production de
bio-plastiques dédiés à l' emballage en Europe
Source : Tecno-economic Feasibility of
Large-scale Production of Bio-based Polymers in Europe
(PRO-BIP), Octobre 2004 |
