Date de publication :
Août 2014
Mise à jour en avril 2016
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Inscrits dans une logique de développement durable, les produits biosourcés ont le vent en poupe! En 2010 le marché des bioproduits en Europe représentait 28 milliards d'euros, ce montant atteindrait 57 milliards d'euros en 2020 (source: Commission européenne, 2013). La France se situe en tête de file mondiale pour la production de ces produits.
Un produit est qualifié de biosourcé si son origine - partielle ou totale - est végétale (par ex. plantes cultivées, bois, algues) ou animale (par ex. graisses). Ces produits couvrent aujourd’hui un large éventail d’applications.
Ce dossier thématique vous présente des produits d’origine végétale adaptés au secteur de la plasturgie. Ces matières ont l’avantage:
- de présenter de nouvelles propriétés (caractéristiques physico-chimiques, fin de vie, etc.),
- de permettre de varier son approvisionnement,
- de réduire l’empreinte environnementale des produits.
Une large gamme de polymères |
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Une étude d'European Bioplastics et de l'Institut des bioplastiques et des biocomposites estime le marché mondial des bioplastiques* en 2011 à 1,2 millions de tonnes, et à 6,2 millions de tonnes en 2017. * Les bioplastiques correspondent aux plastiques biosourcés et/ou biodégradables.
Parmi les polymères biosourcées, on compte des résines thermoplastiques et des résines thermodures :
A l’horizon 2017, l’étude précédemment citée classe les polymères thermoplastiques biosourcés en volume de production dans l’ordre suivant : 1# bio-PET, 2# PLA, 3# bio-PE, 4# Polyesters biodégradables, 5# Mélange amidon, 6# PHA & PA.
On retrouve ces résines biosourcées dans une large gamme d’applications, aux cahiers des charges plus ou moins exigeants : de l’automobile à l’emballage, en passant par l’électronique et les biens de consommation. L’étude indique qu’en 2012, le secteur de l’emballage était l’utilisateur le plus important de bioplastiques thermoplastiques, suivi par l’automobile et l’électronique.
Exemples de produits |
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PLA |
Polyester insaturé |
PET |
Polyamide |
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Chaque matière présente un profil de fin de vie incluant une ou plusieurs options :
Exemples de produits |
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Fins de vie possibles: compost, dégradation au sol et en eau de mer, et méthanisation |
Fins de vie possibles : biodégradable et compostable selon la norme NF EN 13432 ; recyclage |
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Découvrez l’ensemble des résines proposées sur le site de l’Agrobiobase. |
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Des intermédiaires chimiques pour les résines et additifs |
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Parmi les molécules biosourcées proposées, on distingue les intermédiaires utilisés pour la synthèse de résines et ceux employés pour la production d’additifs. Concernant les résines, on peut citer l’épichlorhydrine pour la synthèse d’époxydes, le 1,3-propanediol pour la fabrication de PTT (polytrimethylene terephthalate) ou encore l’acide succinique pour l’obtention de PBS (polybutylene succinate). Le marché des polyuréthanes dispose aujourd’hui de plusieurs intermédiaires biosourcés pour leur production : polyols, isocyanates, acide succinique, isosorbide. Des intermédiaires chimiques biosourcés sont également disponibles pour la synthèse d’additifs pour la mise en œuvre (plastifiant par exemple).
Exemples de produits |
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Epichlorhydrine |
Isosorbide |
Intermédiaire pour la production de stabilisants lumière |
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Le processing se végétalise |
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Des industriels proposent des auxiliaires technologiques d’origine végétale pour la mise en œuvre des plastiques (toutes origines confondues) : plastifiants, agents de démoulage, inhibiteurs de corrosion, etc.
Exemples de produits |
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| Cires |
Plastifiant |
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Des renforts à partir de fibres naturelles |
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Les fibres végétales (lin, chanvre, bois, kénaf, sisal, noix de coco, jute, etc.) rentrent dans la formulation de certains plastiques, afin d’apporter des propriétés mécaniques à ces derniers et d’améliorer leurs profils environnementaux. L’industrie automobile s’est d’ailleurs déjà tourné vers ce type de renforts afin d’alléger des pièces.
Exemples de produits |
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Renfort pour thermoplastiques |
Fibres naturelles coupées |
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Les compounds issus de ces matières premières |
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Parmi les mélanges biosourcés, on distingue ceux où la matrice (résine) est biosourcée (avec ou sans charges biosourcées) et ceux où la partie renfort (fibre) est biosourcée.
Exemples de produits |
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Composite renforcé de fibres naturelles |
Composite fibres de bois / polyesters d'origine végétale |
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Biosourcé et origine d’un produit
Un produit biosourcé ne signifie pas qu’il soit à 100% dérivé de la biomasse. Il est fréquent d’avoir des produits mixant plusieurs origines (fossile, minérale, végétale ou encore animale), afin de bénéficier des avantages de chaque constituant.
Le choix d’une matière repose en effet sur trois principales motivations pour un industriel :
- Optimiser ses coûts et varier son approvisionnement afin d’être toujours compétitif en cas de fluctuation des marchés,
- Obtenir des nouvelles fonctionnalités et propriétés,
- Réduire son empreinte environnementale.
Taux d’incorporation
Le taux d’incorporation du végétal reste dépendant de la famille de produits concernée et de la technologie existante. Certaines classes de produits sont effectivement plus avancées en termes d’incorporation du végétal. C’est pour cette raison qu’il est important d’intégrer ce paramètre lorsque l’on analyse le contenu biosourcé d’un produit.
Comment est déterminé le contenu biosourcé d’un produit ?
Aujourd’hui il n’existe pas de cadre normatif pour définir de façon exacte un produit biosourcé, que ce soit en termes de définition ou de détermination du contenu biosourcé.
L'une des méthodes les plus employées repose sur le calcul en pourcentage massique (ou volumique) des différents composants d'un produit afin d'évaluer son contenu biosourcé.
Pour communiquer auprès de leurs clients, les industriels recourent également à des analyses indépendantes (via un organisme tiers) sur la teneur en carbone biosourcé et la teneur des autres éléments provenant de la biomasse (oxygène, azote, ...) de leurs produits.
Cadre normatif
Au niveau européen, plusieurs normes, rapports et spécifications techniques ont récemment été publiés concernant les produits biosourcés. Ces documents portent sur le vocabulaire (EN 16575:2014), l’analyse de cycle de vie (EN 16760:2015), la teneur biosourcée (EN 16785-1:2015), les critères de durabilité (EN 16751:2016), la teneur en carbone biosourcé (CEN/TS 16640:2014), les méthodes de détermination du contenu biosourcé (CEN/TR 16721:2014), et les exigences et méthodes liées aux solvants biosourcés (CEN/TS 16766:2015).
Ces documents font suite aux travaux du comité technique CEN/TC 411 Bio-based products.
A ne pas confondre
Il est important de noter que l’origine d’un produit ne prédit en rien son impact environnemental : renouvelabilité, toxicité, fin de vie, émission de gaz à effet de serre, consommation d’énergie lors de sa production, etc.
L’analyse de cycle de vie est ici un outil permettant aux industriels d’évaluer les impacts environnementaux potentiels et de juger au mieux leur produit, de sa conception à sa fin de vie.
Il est également important de dissocier le procédé d’obtention d’un produit et son origine. Par exemple, un produit ne peut être considéré comme biosourcé s’il est obtenu par fermentation d’un substrat d’origine fossile par un micro-organisme.
Rédigé par J. BAUSSET, A.-S. HERVIEUX, M. LOYAUX, Pôle IAR
Référence: Bio-economy and sustainability: a potential contribution to the Bio-economy Observatory, page 39, Commission européenne, 2013
Crédits photos/graphiques: ShutterStock (logo article, illustration 15 et 18), IAR (illustration 1), Natureplast (2), CCP Composites (3), FKuR Kunststoff GmbH (4), Arkema (5), Kaneka Belgium NV (6), Biotec GmbH (7), Nadezda Razvodovska - Fotolia (8), Solvay (9), Roquette (10), Arkema (11), Okea-Fotolia.com (12), Cargill (13), Novance / Oleon (14), Sonae Indùstria (16), Procotex Corporation SA (17), AFT Plasturgie (19), FuturaMat (20)
