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La dégradation anaérobie des bioplastiques : une revue
Résumé de la review :
La question centrale de cet article est : quels polymères peuvent être utilisés pour fabriquer les sacs de collecte des déchets alimentaires ? La Fraction Organique des Déchets Municipaux Solides (FODMS) est utilisée dans des biodigesteurs pour produire du biogaz (méthanisation). Les sacs de collecte de ces déchets doivent être adaptés pour se dégrader dans les conditions de Digestion Anaérobie (DA) qui sont celles des usines de biogaz.
La revue analyse la littérature existante au sujet de différents biopolymères sur leur biodégradabilité anaérobie.
Introduction
La DA est une méthode de traitement de la FODMS utilisée pour sa capacité à produire du biogaz. Le résidu de digestion peut être utilisé comme bio-fertilisant.
La FODMS est principalement composée de déchets alimentaires (45% des déchets municipaux solides en Europe). Cette fraction humide et riche en matière organique est souvent traitée par compostage ou DA, comme en Suède, Allemagne ou Pays-Bas.
La dégradation des bioplastiques Les plastiques biodégradables
La biodégradation est un processus impliquant des microorganismes.
Des normes donnent des critères pour juger de la biodégradabilité d'un matériau : un plastique est biodégradable si un changement significatif de la structure chimique apparaît, avec production de CO2, eau, composés inorganiques et biomasse mais pas de résidus visibles ou toxiques, en conditions de compostage. Un polymère biodégradable doit être à 90% converti en CO2 sous 6 mois en présence d'O2, et à au moins 50% en biogaz sous 2 mois en conditions anaérobies.
Dégradations aérobie et anaérobie
Cette section détaille les réactions chimiques typiques qui se produisent ent conditions aérobies et anaérobies. Le compostage aérobie industriel produit les réactions suivantes :
Matière organique (MO) + S + O2 -> CO2 + H2O + NO2 + SO2 + chaleur + compost
La DA donne les réactions suivantes :
MO + H2O + nutriments -> résidu de disgestion + CO2 + CH4 + NH3 + H2S + chaleur
Par rapport au compostage, la DA nécessite moins de chaleur, produit moins de chaleur, et stocke l'énergie issue de la MO dans le biogaz (CH4).
Biodégradation des bioplastiques en conditions anaérobies
Cette partie recense les études faites sur chacun des plastiques analysés et rapporte leurs principaux résultats
Poly(hydroxyalkanoate)s
Mélanges d'amidon
Biofilms pecto-cellulosiques
Poly(acide lactique)
Poly(caprolactone)
Poly(butylene succinate)
Poly(alcool de vinyle)
Digestion anaérobie des bioplastiques en usines de biogaz : défis, normes et suggestions
Selon les microorganismes présents dans le digesteur, tous les plastiques ne sont pas bons à mettre en digestion anaérobie. Avec un temps de rétention hydraulique de 15 à 30 jours, les polymères tels que PHB, amidon, cellulose et pectines se dégradent assez vite pour être utilisés.
Le PBS ne pourrait pas être utilisé pour des sacs de collecte.
Les normes à appliquer pour de tels sacs ne sont pas encore définies. Il faut cependant qu'elles assurent les critères suivants : pas trop résistant mécaniquement pour éviter le mésusage ; résistant à l'humidité avant d'arriver aux fermenteurs, la dégradation devrait se produire à température élevée.
Conclusion
La biodégradation des bioplastiques dépend des propriétés physiques et chimiques des polymères. Différents biopolymères sont dégradés pas différents microorganismes et différentes communautés microbiennes sont disponibles dans le même digesteur selon la composition des déchets disponibles. La complexité des processus de biodégradation mettent les règlementations au défi. Cependant, des normes pour la biodégradabilité des bioplastiques existent. Malgré tout, la normalisation des sacs de collecte pour la FODMS nécessite plus de recherche pour répondre aux critères d'un méthaniseur actif et améliorer les processus biologiques dans les digesteurs, tels que le temps de rétention hydraulique et la composition moyenne des déchets.
Ce que cette review apporte au débat :
La review se focalise sur la digestion en conditions anaérobies en comparant son potentiel pour différents bioplastiques. Les auteurs décrivent alors les plastiques les plus adaptés pour la problématique de gestion des déchets alimentaire. Ensuite, ils donnent quelques suggestions pour formuler des normes sur la production de sacs de collecte adaptés.
Ainsi lorsque le devenir du produit et sa dégradation sont réfléchis dès sa conception pour répondre à une problématique (ici la gestion des déchets alimentaire), alors les bioplastiques sont inoffensif pour l'environnement et constitue une nouvelle alternative plus durable.
La dégradation anaérobie des bioplastiques : une revue
Résumé de la review :
La question centrale de cet article est : quels polymères peuvent être utilisés pour fabriquer les sacs de collecte des déchets alimentaires ? La Fraction Organique des Déchets Municipaux Solides (FODMS) est utilisée dans des biodigesteurs pour produire du biogaz (méthanisation). Les sacs de collecte de ces déchets doivent être adaptés pour se dégrader dans les conditions de Digestion Anaérobie (DA) qui sont celles des usines de biogaz.
La revue analyse la littérature existante au sujet de différents biopolymères sur leur biodégradabilité anaérobie.
Introduction
La DA est une méthode de traitement de la FODMS utilisée pour sa capacité à produire du biogaz. Le résidu de digestion peut être utilisé comme bio-fertilisant.
La FODMS est principalement composée de déchets alimentaires (45% des déchets municipaux solides en Europe). Cette fraction humide et riche en matière organique est souvent traitée par compostage ou DA, comme en Suède, Allemagne ou Pays-Bas.
La dégradation des bioplastiques
Les plastiques biodégradables
La biodégradation est un processus impliquant des microorganismes.
Des normes donnent des critères pour juger de la biodégradabilité d'un matériau : un plastique est biodégradable si un changement significatif de la structure chimique apparaît, avec production de CO2, eau, composés inorganiques et biomasse mais pas de résidus visibles ou toxiques, en conditions de compostage. Un polymère biodégradable doit être à 90% converti en CO2 sous 6 mois en présence d'O2, et à au moins 50% en biogaz sous 2 mois en conditions anaérobies.
Dégradations aérobie et anaérobie
Cette section détaille les réactions chimiques typiques qui se produisent ent conditions aérobies et anaérobies. Le compostage aérobie industriel produit les réactions suivantes :
Matière organique (MO) + S + O2 -> CO2 + H2O + NO2 + SO2 + chaleur + compost
La DA donne les réactions suivantes :
MO + H2O + nutriments -> résidu de disgestion + CO2 + CH4 + NH3 + H2S + chaleur
Par rapport au compostage, la DA nécessite moins de chaleur, produit moins de chaleur, et stocke l'énergie issue de la MO dans le biogaz (CH4).
Biodégradation des bioplastiques en conditions anaérobies
Cette partie recense les études faites sur chacun des plastiques analysés et rapporte leurs principaux résultats
Digestion anaérobie des bioplastiques en usines de biogaz : défis, normes et suggestions
Selon les microorganismes présents dans le digesteur, tous les plastiques ne sont pas bons à mettre en digestion anaérobie. Avec un temps de rétention hydraulique de 15 à 30 jours, les polymères tels que PHB, amidon, cellulose et pectines se dégradent assez vite pour être utilisés.
Le PBS ne pourrait pas être utilisé pour des sacs de collecte.
Les normes à appliquer pour de tels sacs ne sont pas encore définies. Il faut cependant qu'elles assurent les critères suivants : pas trop résistant mécaniquement pour éviter le mésusage ; résistant à l'humidité avant d'arriver aux fermenteurs, la dégradation devrait se produire à température élevée.
Conclusion
La biodégradation des bioplastiques dépend des propriétés physiques et chimiques des polymères. Différents biopolymères sont dégradés pas différents microorganismes et différentes communautés microbiennes sont disponibles dans le même digesteur selon la composition des déchets disponibles. La complexité des processus de biodégradation mettent les règlementations au défi. Cependant, des normes pour la biodégradabilité des bioplastiques existent. Malgré tout, la normalisation des sacs de collecte pour la FODMS nécessite plus de recherche pour répondre aux critères d'un méthaniseur actif et améliorer les processus biologiques dans les digesteurs, tels que le temps de rétention hydraulique et la composition moyenne des déchets.
La review se focalise sur la digestion en conditions anaérobies en comparant son potentiel pour différents bioplastiques. Les auteurs décrivent alors les plastiques les plus adaptés pour la problématique de gestion des déchets alimentaire. Ensuite, ils donnent quelques suggestions pour formuler des normes sur la production de sacs de collecte adaptés.
Ainsi lorsque le devenir du produit et sa dégradation sont réfléchis dès sa conception pour répondre à une problématique (ici la gestion des déchets alimentaire), alors les bioplastiques sont inoffensif pour l'environnement et constitue une nouvelle alternative plus durable.
Dernière modification il y a plus de 5 ans.