Transformer les biodéchets urbains en plastique biodégradable
Des usines pilotes mises en place en Italie et au Portugal grâce à un financement de l’UE ont produit, à partir de déchets, un biopolymère biodégradable qui peut être utilisé pour fabriquer des bioplastiques. «Une fois que vous obtenez le polymère, qui constitue la nouveauté du procédé, vous pouvez utiliser les techniques typiques de transformation des plastiques pour en faire des produits destinés à différents usages», explique Mauro Majone, coordinateur du projet RES URBIS et professeur d’ingénierie chimique à l’Université de Rome «La Sapienza». Plusieurs cultures microbiennes produisent ce type de polymère à l’intérieur des cellules lorsqu’elles sont soumises à un «stress». «Dans le cas d’un stress consistant à alterner festins et famines en nourrissant les cellules par intermittence, le microbe préfère stocker le substrat à l’intérieur de lui-même sous forme de granule de polymère», explique Mauro Majone. Selon lui, le biopolymère, connu sous le nom de polyhydroxyalcanoate (PHA), «donne une valeur ajoutée aux déchets et produit en même temps des plastiques qui ne sont pas fabriqués à base de pétrole, qui sont biodégradables et qui peuvent remplacer les plastiques actuels à base de pétrole». Ces polymères sont actuellement produits à partir de cultures pures, ce qui peut s’avérer onéreux. Mais le groupe a développé un nouveau procédé qui utilise des boues d’épuration, disponibles en grande quantité. Plusieurs types de plastiques utilisés pour les emballages et les articles durables ont été testés. «Nous avons produit des films d’emballage et un prototype de poignée en plastique rigide qui ne nécessite qu’une petite quantité de polymère et qui peut être utilisé pour transporter des boîtes en carton, mais en principe, n’importe quel autre plastique rigide peut être produit de cette manière», explique Mauro Majone. L’équipe du projet a également découvert que le film PHA possédait des propriétés adhésives et pouvait être utilisé dans des emballages multicouches. «Les films multicouches nécessitent généralement une fine couche d’adhésifs, souvent obtenue en utilisant des polyuréthanes, c’est-à-dire des polymères non biodégradables à base de pétrole. Vous pouvez désormais les remplacer par ce polymère multiusage, renouvelable et d’origine biologique», explique Mauro Majone.
Projets pilotes
Au cours de ce projet de trois ans, la production de PHA a changé d’échelle, passant du laboratoire à des usines pilotes. Une bioraffinerie pilote située à Trévise, près de Venise, en Italie, utilise le carbone organique issu de la collecte des déchets municipaux triés à la source et des boues provenant des stations d’épuration des eaux usées. L’autre, à Lisbonne, au Portugal, exploite différents déchets organiques provenant de la transformation des aliments, notamment de l’extraction de jus de fruits, disponibles à proximité. «Nous avons appris que le processus est suffisamment stable et robuste pour surmonter le fait que les déchets ne soient pas très stables et présentent une certaine hétérogénéité, et qu’il produit un polymère de bonne qualité», explique Mauro Majone.
Analyse coûts-avantages
Pour être rentables, les déchets doivent se trouver à proximité pour éviter de longs transports, et le traitement doit être adapté aux conditions locales. L’équipe du projet a réalisé une analyse technico-économique des systèmes de gestion des déchets dans différentes parties de l’Europe, notamment à Barcelone, Copenhague, Lisbonne et Trente (dans le nord de l’Italie), ainsi que dans le sud du Pays de Galles. «Nous voulions intégrer notre nouvelle solution dans la gestion existante des déchets, afin de profiter de ce qui est déjà mis en place», explique Mauro Majone. L’une des préoccupations réglementaires a trait au fait que les contaminants présents dans les déchets peuvent passer dans le produit. «Nous avons étudié plus de 100 types différents de contaminants appartenant à trois familles différentes», explique Mauro Majone. «Notre matériau répond aux normes réglementaires. Nous n’avons pas besoin d’ajouter d’étapes spécifiques pour éliminer les contaminants.» «Nous avons suivi le principe de l’économie circulaire qui s’applique aux emballages – la nécessité réglementaire correspondant à ce qu’on appelle la “fin du statut de déchet” – en vertu duquel il ne s’agit plus d’un déchet, mais d’un produit. Nous avons préparé un dossier pour montrer que c’est le cas», note-t-il, bien que cela doive être approuvé pour chaque pays, au cas par cas, à l’approche de la phase de commercialisation. L’étape suivante consiste à construire une usine de démonstration pour produire plusieurs tonnes de polymère par an.
Mots‑clés
RES URBIS, polymères, biopolymère, plastique biodégradable, eaux usées, boues, films d’emballage, déchets organiques, gestion des déchets
