Des déchets de brasserie transformés en bouteilles et barquettes recyclables biosourcés
Les emballages fabriqués à partir de matières premières renouvelables doivent protéger les produits, s’intégrer aux équipements industriels et être recyclables après usage. Alors que les règles européennes sur les emballages(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) encouragent le développement d’emballages recyclables à un coût raisonnable, le projet BioSupPack(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a réuni ces exigences au sein d’une même chaîne de valeur. Soutenu par Horizon 2020(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et coordonné par AIMPLAS Plastics Technology Centre(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) en Espagne, le projet a utilisé les drêches de brasserie, résidus céréaliers issus du brassage, comme matière première pour une fermentation destinée à produire des polyhydroxyalcanoates (PHA), des polyesters naturels produits par des micro-organismes. Les travaux sur les emballages et leur recyclage ont porté sur des formats rigides, le tri des déchets et deux procédés de récupération des matériaux après usage.
Les essais sur les emballages PHA portent sur les bouteilles, les barquettes et les présentoirs
BioSupPack a développé des emballages destinés aux produits alimentaires, aux produits d’entretien et aux boissons. Le prototype le plus abouti était un présentoir moulé par injection pour bouteilles de bière, destiné au secteur HORECA. La coordinatrice du projet, Rosa González Leyba, d’AIMPLAS, explique: «Ce dernier prototype a été testé pendant près d’un an dans des conditions d’utilisation réelles, avec des résultats et des retours très positifs de la part des utilisateurs finaux». La formulation à base de PHA a également donné de bons résultats lors du moulage par injection. Pour les emballages à base de fibres, les barquettes pour glace revêtues de PHA se sont révélées prometteuses en matière de recyclabilité, tandis qu’un premier essai accéléré a donné des résultats encourageants concernant leur compostabilité. Sur une ligne d’extrusion-soufflage semi-industrielle, qui permet de fabriquer des bouteilles en insufflant un matériau chauffé dans un moule, l’équipe a ajusté les paramètres de fabrication et produit deux modèles, l’un destiné aux sauces, l’autre aux liquides pour lessives. Les essais ont permis de caractériser les bouteilles et d’évaluer les interactions entre le matériau et leur contenu.
Le tri et le recyclage enzymatique permettent de récupérer les emballages en PHA
Lors de la validation sur une ligne de recyclage pilote, le prototype de tri de BioSupPack a identifié et séparé plus de 95 % des emballages en PHA présents dans des déchets d’emballages plastiques mélangés. Les résidus alimentaires seraient ensuite éliminés par lavage avant le recyclage enzymatique. Les autres matériaux restés après le tri ne gêneraient pas le recyclage enzymatique, les enzymes n’agissant que sur le PHA. Rosa González Leyba explique: «Pour les déchets post-consommation, le projet a retenu le recyclage enzymatique comme la solution la plus adaptée à ce polymère. Il permet de valoriser le matériau en récupérant le monomère, puis en le réintroduisant dans le procédé de production du PHA». Le monomère récupéré, c’est-à-dire la brique moléculaire de base, peut servir à produire de nouveaux PHA, notamment des matériaux adaptés aux emballages en contact avec les aliments. Les déchets post-industriels suivent une autre voie: le recyclage mécanique permet de réintroduire les chutes dans des mélanges de PHA destinés à la fabrication de bouteilles. Les installations existantes devront être équipées de la technologie de tri adaptée pour orienter les emballages en PHA post-consommation vers un traitement enzymatique.
Les emballages en PHA doivent encore passer à l’échelle et satisfaire aux essais de contact alimentaire
Les barquettes et bouteilles à base de fibres doivent faire l’objet d’essais à plus grande échelle afin d’identifier d’éventuels ajustements supplémentaires de leur formulation ou de leur fabrication. Les deux prototypes ont subi des essais globaux de migration, qui vérifient si certaines substances passent de l’emballage au produit qu’il contient. Avant toute commercialisation pour des applications en contact avec les aliments, ces premières études devront être complétées par des essais portant sur des substances spécifiques et sur les composés présents de manière non intentionnelle. Le volume de production joue également un rôle déterminant dans la compétitivité des prix par rapport aux plastiques issus de ressources fossiles. Rosa González Leyba confie: «Optimiser la production de PHA à plus grande échelle en Europe, à partir de différentes matières premières, permettrait de faire baisser les prix actuels et d’étendre l’utilisation de ce matériau à différents secteurs». Passer à une production de PHA à plus grande échelle nécessiterait davantage de recherches, des investissements industriels et une logistique fiable pour les drêches de brasserie. BioSupPack a conçu une plateforme en ligne mettant en relation les brasseries européennes qui proposent leurs drêches avec des utilisateurs potentiels, afin d’améliorer la gestion des matières premières et leur transport, indispensables à une production de plus grande ampleur.
