10. Les plastiques compostables

Introduction

Il se produit actuellement 400 millions de tonnes de plastiques par année dans le monde, dont 40% est jeté au bout d’un mois. 20 tonnes de déchets de plastique sont déversées dans les océans à chaque minute! Oui, on parle de recyclage des plastiques, mais seulement 9% le sont, soit parce qu’ils ne peuvent pas être recyclés ou bien souvent parce que ça coûte plus cher que d’en produire du neuf, ou encore par la négligence des utilisateurs. Il devient donc intéressant de pouvoir compter sur des plastiques compostables, qui ne laissent aucun résidu nuisible dans l’environnement.

Définitions

Avant d’aller plus loin, il faut distinguer certains types de matières plastiques qui sont parfois confondus :

  • Les plastiques recyclables;
  • Les plastiques biodégradables;
  • Les plastiques compostables.

Les plastiques recyclables sont ceux pour lesquels il existe au moins un procédé qui permet de les réutiliser comme matière première, soit pour refaire du plastique ou bien pour les transformer en un produit utile. On peut penser par exemple, au gazon artificiel pour les terrains de sport. Un symbole (triangle contenant un chiffre de 1 à 5 ou 7) imprimé sur certains  objets de plastique en indique la possibilité de recyclage. Le plastique numéro 6 est recyclé à certains endroits seulement. La figure suivante montre un exemple du symbole en question :

 Les plastiques biodégradables sont ceux qui peuvent être dégradés par des micro-organismes en un temps raisonnable. À titre d’exemple, une bouteille de plastique en PET (polyéthylène téréphtalate) finira par être dégradée mais sur une période de 500 ans ! On ne dira évidemment pas qu’elle est biodégradable. Quelle période de dégradation et quelles conditions permettraient de considérer un plastique comme biodégradable? Il n’y a pas de consensus encore à ce sujet. La dégradation des plastiques par des micro-organismes les transforme en eau, gaz carbonique (CO2), méthane (CH4) et biomasse.

Quant aux plastiques compostables, ils sont biodégradables, mais en un temps court, sans nuire au compostage des autres matières avec lesquelles ils sont mêlés. Il existe des certifications nationales (CAN/BNQ 0017-0088) et internationales (ISO 17088) à ce sujet. On les reconnait grâce au symbole de triangle contenant le chiffre 7, comme montré à la figure précédente.

Plastiques compostables

On en arrive donc dans le vif du sujet du présent article. Ces plastiques se dégradent dans des conditions de température et de pH qui permettent le compostage et à une vitesse comparable aux autre matières traitées et ce, sans produire de résidus toxiques.

La vaste majorité des plastiques sont d’une grande stabilité, ce qui en fait l’intérêt comme matériau de construction. Voyons brièvement ce que sont les plastiques. Ils sont faits d’un mélange de polymères, de charges solides, d’un plastifiant et d’additifs (colorant par exemple). Un polymère est constitué de la répétition de petites molécules appelées « monomères ». Prenons l’exemple d’un polymère très commun, le polyéthylène. Il s’agit d’une macromolécule formée de la répétition du monomère d’éthylène qui est représenté à la figure suivante :

Ce monomère est répété un grand nombre de fois (n), ce qui en fait une longue chaîne. Sa composition et sa structure moléculaire lui donne ses propriétés en tant que matériau : flexibilité, dureté, résistance à la chaleur, stabilité, etc.

Mais qu’ont de différents les plastiques compostables? Ils sont généralement fabriqués à partir de matières végétales renouvelables. À titre d’exemple, on retrouve le bioplastique, la bagasse et l’amidon. Le bioplastique est un polymère, l’acide polylactique (symbolisé par PLA) dont la structure moléculaire est présentée à la figure suivante :

Ce polymère est biodégradable en compostage industriel grâce à des enzymes spécifiques, à une température supérieure à 60 oC. Il peut être obtenu à partir de l’amidon de maïs sous l’effet de bactéries synthétisant de l’acide lactique, dans un premier temps. Dans un deuxième temps, l’acide lactique est polymérisé par un procédé biologique de fermentation, suivi d’autres étapes pour allonger les molécules. Le PLA est une alternative au polyéthylène, très utilisé en alimentation, mais pas biodégradable.

Le PLA permet de fabriquer des verres de plastique transparent et solide, ce qui se prête bien aux aliments et breuvages froids. On en fait des bols à salade, des contenants à vinaigrette et des boîtes à lunch.

La bagasse est le résidu fibreux de la canne à sucre qui a été passée au moulin pour en extraire le suc. Elle est composée principalement de la cellulose de la plante. La figure suivante montre la représentation de la structure moléculaire de la cellulose :

Il s’agit d’une chaîne linéaire de molécules de glucose répétées un grand nombre de fois (n). La bagasse se dégrade en 2 à 8 semaines dans un composteur industriel. Elle permet de fabriquer de la vaisselle compostable qui est solide, imperméable aux graisses et résistante à la chaleur (120 oC). On peut donc la mettre au four à micro-ondes. On en fait des bols à soupe et des plats pour mets à emporter.

Quant à l’amidon, il est utilisé pour fabriquer des ustensiles. Il est mélangé à 30% d’autres ingrédients comme le polypropylène, ce qui lui donne une bonne rigidité tout en étant biodégradable et compostable. Ce plastique se transforme en compost en moins de 8 semaines en présence d’oxygène. La figure suivante montre la structure moléculaire de l’amidon et du polypropylène :

Le nombre de monomères d’amidon (n) dans ce polymère est de 10 000 à 100 000, selon la source d’amidon.

En développement

 Un autre plastique entièrement compostable présentement en développement au Québec est le polyhydroxyalcanoate (PHA). Il est particulièrement intéressant parce qu’il est fabriqué à partir de résidus d’usines papetières. Il s’agit du procédé BOSK qui consiste à mélanger des bactéries particulières avec des boues papetières. La structure moléculaire du PHA est montrée à la figure suivante :

Le PHA peut se dégrader en 3 ou 4 jours dans les meilleures conditions. Mais on sait qu’il se dégrade en moins de 3 mois dans un dépotoir. Il semble qu’on pourrait aussi le fabriquer à partir de résidus de culture du cacao, des noix de cajou, de la mélasse, etc. Le principal usage actuellement prévu pour ce plastique est la fabrication de pots de crèmes cosmétiques.

Conclusion

Il est important de savoir que les plastiques compostables ne doivent pas être mis dans nos bacs à recyclage. Ils ne sont pas recyclables, car ils dégradent la qualité des plastiques dans leur procédé de recyclage.

Par ailleurs, ils ne sont pas toujours appréciés dans les centres de compostage, car ils peuvent prendre plus de temps à être décomposés que les autres matières organiques dans le compost. Les plastiques compostables coûtent aussi beaucoup plus cher que les contenants jetables, comme la styromousse. C’est pourquoi on ne les retrouve pas aussi souvent qu’on voudrait dans l’alimentation.

Pour finir, il est très important de noter l’importance de ne pas mettre dans le bac à compost des plastiques qui ne sont pas certifiés « compostables » par une norme comme celle mentionnée précédemment à la section « définitions ». Les autres plastiques, même s’ils sont identifiés « biodégradables » ou « oxo-biodégradables » peuvent poser d’immenses problèmes lors du processus de compostage industriel.

Bertrand Dubreuil, 21 juin 2021

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