Des bioplastiques renouvelables issus de déchets pour un concept d'emballages compostables
Les réserves naturelles de pétrole, à partir duquel sont issus la plupart des plastiques, devraient être épuisées d'ici 30 ans. Ainsi, la recherche de matériaux-sources alternatifs renouvelables pour une nouvelle génération de plastiques est d'une importance capitale. Le projet ECLIPSE (Renewable eco-friendly poly (lactic acid) nanocomposites from waste sources), financé par l'UE, s'est intéressé à l'acide polylactique (PLA) et au biodiesel dérivé des algues. Le PLA est un bioplastique actuellement obtenu à partir de sources renouvelables telles que le maïs et la canne à sucre. Parmi les objectifs du projet, on peut citer le développement de matériaux d'emballage en plastique 100 % renouvelable non dérivé de cultures ou de sources fossiles. Le projet prévoyait également de développer des matériaux de charge à matrice PLA, extraits de plants de bananes, de coquilles de crustacés et d'autres sources de déchets abondantes (notamment les coquilles d'amandes). Le travail sur le biodiesel issu de déchets d'algues visait à déterminer les meilleures souches d'algues pour les deux objectifs, en fonction de la composition biochimique (contenu élevé de lipides pour le biodiesel et contenu élevé d'hydrates de carbone pour la production de PLA). L'équipe a également identifié les procédures de culture les plus efficaces pour une transposition à l'échelle industrielle. Enfin, l'étude a porté sur l'extraction des hydrates de carbone, la fermentation enzymatique et la polymérisation du PLA. La phase de charges bio-nanotechnologiques incluait la séparation de la pulpe de cellulose des déchets de banane et de la chitine des coquilles de crustacés. Parmi les méthodes utilisées, on peut citer: des processus mécaniques et chimiques et l'extraction avec des liquides ioniques. Les étapes supplémentaires ont notamment consisté à modifier la chitine et la cellulose; l'équipe a produit les deux matériaux via trois approches différentes. Le travail sur les composants de charge issus de sources abondantes a notamment consisté à évaluer des silicates inorganiques comme barrières de gaz, ainsi qu'à évaluer de manière similaire des nanoparticules d'oxyde métallique comme obstacles à la lumière. L'équipe a également envisagé des micro-matériaux de charge inorganiques visant la stabilité thermique et la réduction des coûts. Les chercheurs ont développé de nouvelles technologies de dispersion de nanomatériaux de charge comme une étape vers l'industrialisation. Cette étape a porté sur des méthodes d'extrusion d'alimentation liquide en combinaison avec les agents plastifiants. Le travail a permis de produire des mélanges maîtres et des composés présentant de bonnes propriétés en matière de performances. Les partenaires du projet ont introduit les matériaux et les technologies du projet dans certaines applications. Cela inclut des sacs agricoles, ainsi que des emballages souples pour lingettes imprégnées et autres tissus de nettoyage. La recherche a permis de produire plusieurs plastiques PLA compostables pour des applications de ce type. Le travail mené dans le cadre du projet a également consisté à former des étudiants diplômés. Les études ont abouti à 17 articles scientifiques et 30 présentations dans le cadre de conférences. Le projet a organisé un atelier. ECLIPSE a démontré la possibilité de créer des plastiques d'emballage à partir d'autres sources que le pétrole. Ces alternatives devraient permettre de réduire les impacts environnementaux, en particulier parce que les nouveaux plastiques sont également biodégradables.
Mots‑clés
Plastiques, acide polylactique, algues, biodiesel, renouvelable, emballage compostable
