La prise de conscience croissante des problèmes liés à l’environnement et la diminution des espaces pouvant être convertis en décharges nous incitent à trouver de nouvelles solutions pour recycler et évacuer les matières plastiques. Les polymères biodégradables et compostables représentent une alternative intéressante aux matières plastiques conventionnelles. Lorsqu’ils sont composés de matières premières renouvelables, ils ouvrent un nouveau créneau pour l’utilisation des sols agricoles et permettent donc de lutter contre la surproduction de denrées alimentaires sans pour autant réduire la surface agricole utile.

Toutefois, les polymères biodégradables présentent souvent des propriétés mécaniques réduites. Il est possible de les améliorer en les renforçant à l’aide de fibres libériennes comme le lin et le chanvre. Les fibres libériennes dégommées, finement séparées sont les plus prometteuses : elles atteignent les résistances spécifiques des fibres de verre techniques. Le développement technique de matériaux biodégradables renforcés par des fibres végétales se fait sur trois plans :

  Amélioration des propriétés des fibres par sélection, optimisation des cultures et des méthodes d’extraction.
  Extension de la palette de polymères biodégradables à l’aide de matériaux adaptés.
  Optimisation des procédés de transformation.

Problématique

Environnement
Il reste de moins en moins d’espace où créer des décharges pour les déchets non recyclables. Dans le monde, on produit 25 millions de tonnes de déchets plastiques par an. Leur valorisation énergétique libère d’importantes quantités de CO2 [19]. Pour la protection climatique, il est impératif de préserver les matières premières fossiles et donc de réduire les dégagements de CO2. Le compostage de matériaux biodégradables offre une alternative écologique intéressante aux problèmes de gestion des déchets. Lorsque ces matériaux sont eux-mêmes composés de matières premières renouvelables, l’équilibre du bilan du CO2 est garanti dans une large mesure.

Agriculture
En Suisse, on exploite env. un million d’hectares de surface agricole utile. Il existe une surproduction de denrées alimentaires et fourragères. C’est pourquoi, dans les prochaines années, il serait nécessaire de trouver des utilisations alternatives pour plus de 100 000 ha. C’est dans cette optique que se placent l’extensification, la compensation écologique, la cessation d’exploitation et la production de matières premières renouvelables [21].

Développement de matériaux biodégradables
L’industrie des matières plastiques fabrique, actuellement déjà en production de masse, un grand nombre de polymères biodégradables, dont certains sont composés de matières premières renouvelables. Leurs propriétés encore perfectibles suffisent déjà pour de nombreuses applications [8]. La poursuite du développement de produits biodégradables peut leur ouvrir des perspectives dans le domaine des matériaux de construction. Si on renforce ces polymères par des fibres végétales, on peut fabriquer des matériaux composites dont les propriétés peuvent être exploitées dans des domaines techniques très pointus (par exemple pour les véhicules automobiles, les appareils sportifs).

Perspectives

Fibres
La technologie mécanique du décorticage des plantes textiles est maîtrisée à l’échelle industrielle. Les fibres correspondantes pour la production de pièces moulées simples et de matériaux isolants sont déjà disponibles sur le marché. Il en va autrement du procédé de dégommage employé pour l’extraction des fibres les plus fines. Il n’existe pour l’instant que des installations dans les laboratoires ou au technicum. En ce qui concerne les fibres végétales techniques, voici les aspects qui font actuellement l’objet de recherches et de développements :

Quelle est l’influence des conditions de culture sur la qualité des fibres ? Développement de méthodes permettant d’évaluer la qualité des fibres. Quels sont les avantages et les inconvénients techniques, écologiques et économiques des différents procédés d’extraction ? Optimisation des procédés d’extraction.

Polymères
La normalisation et la certification de polymères biodégradables ont considérablement progressé. Pour introduire ces produits sur le marché le plus large possible, il faut suivre les étapes suivantes [8] :

Les concepts prévoyant l’élimination des déchets à aussi large échelle que possible, notamment des matériaux d’emballage, doivent être mis en pratique. La palette des polymères biodégradables existants doit être élargie et comprendre des matériaux adaptés présentant des propriétés améliorées (par exemple une moindre perméabilité aux gaz pour les matériaux d’emballage). L’augmentation de la demande permet de rationaliser la production. Grâce au développement des procédés de fabrication, il est possible de baisser les prix, de sorte que les polymères biodégradables sont en mesure de concurrencer les thermoplastes conventionnels.

Matériaux composites
Les matériaux composites biodégradables destinés à des techniques plus pointues ne sont pas encore prêts à être mis sur le marché. Il reste encore quelques étapes à franchir, qui dépendent des développements liés à la matrice biodégradable et aux fibres : amélioration de l’adhérence fibres-matrice, adaptation des techniques de fabrication existantes aux fibres végétales, développement de nouvelles techniques de fabrication.

Seule une collaboration étroite entre l’agriculture, l’industrie et les stations de recherche permettra d’apporter une réponse aux nombreuses questions encore ouvertes.