Ce bioplastique ultra-résistant se dégrade en toute sécurité dans l’environnement

Feuille imprimée en 3D à l’aide du nouveau biomatériau — © Alain Herzog / EPFL

Une équipe de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a mis au point un nouveau type de plastique dérivé de déchets végétaux. Présentant des propriétés semblables au PET, celui-ci peut être recyclé chimiquement ou se dégrader dans l’environnement sous forme de sucres.

DES PROPRIÉTÉS IMPRESSIONNANTES

Présenté dans la revue Nature Chemistry, le matériau tire sa résistance de la lignine, biopolymère constituant la paroi rigide des cellules végétales. Précédemment, les chercheurs suisses avaient développé une méthode de « cuisson » de matières végétales non comestibles à l’aide de produits chimiques peu coûteux, permettant d’extraire la lignine afin de produire un précurseur du plastique. Leurs nouveaux travaux ont impliqué un produit chimique apparenté pour fabriquer un bioplastique plus polyvalent.

« En utilisant un aldéhyde différent [l’acide glyoxylique au lieu du formaldéhyde] nous avons pu fixer des groupes fonctionnels ‘adhérents’ sur les deux côtés des molécules de sucre, leur permettant ensuite de se comporter comme des LEGO », explique Lorenz Manker, co-auteur de l’étude. « Cette technique permet de convertir en plastique jusqu’à 25 % du poids des déchets agricoles, ou 95 % de sucre purifié. »

Le matériau obtenu possède des propriétés semblables aux plastiques classiques. Il résiste à des températures allant jusqu’à 100 °C, présente une résistance à la traction allant jusqu’à 77 MPa, une rigidité allant jusqu’à 2 500 MPa et constitue une bonne barrière aux gaz (oxygène, vapeur d’eau…). Particulièrement polyvalent, celui-ci peut être utilisé pour fabriquer des emballages alimentaires, des filaments pour l’impression 3D ou des fibres pouvant être filées pour créer vêtements et autres textiles.

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UN BIOPLASTIQUE POUVANT ÊTRE PLUS FACILEMENT PRODUIT À GRANDE ÉCHELLE

La dimension écologique du matériau ne se limite pas aux techniques employées pour l’obtenir : il peut être recyclé chimiquement à l’aide du processus actuellement utilisé pour recycler les plastiques PET, et se dégradera en sucres végétaux plutôt qu’en microplastiques s’il se retrouve dans l’environnement.

Si différents bioplastiques sont actuellement en cours de développement, passer à la production à grande échelle représente un défi de taille. Selon l’équipe suisse, le processus chimique nécessaire pour obtenir ce nouveau matériau s’avère nettement moins complexe, et implique des composés peu coûteux et largement utilisés.

« Ce qui le rend unique, c’est la présence de la structure intacte du sucre », souligne Jeremy Luterbacher, également co-auteur de l’étude. « Cela le rend incroyablement facile à fabriquer, car il n’est pas nécessaire de modifier ce que la nature nous donne, et simple à dégrader, car il peut revenir à une molécule qui est déjà abondante dans l’environnement. »