Poly(lactic acid) (PLA) is a compostable bioplastic manufactured by the polymerization of lactic acid monomers derived from the fermentation of starch as a feedstock. Since its first commercialisation in the late 1990's, PLA production has grown annually and currently it estimated that worldwide production will reach at least 800,000 tons by 2020 with Japan and the USA the two major producers. PLA is used as a replacement to conventional petrochemical based plastics, principally as food packaging containers and films and more recently, in electronics and in the manufacture of synthetic fibres. Consequently, there has been a marked increase in PLA contamination in the environment as well as increasing amounts being diverted to commercial composting facilities. This review focuses on the development, production, stability and degradation of PLA in a range of differing environments and explores our current knowledge of the environmental and biological factors involved in PLA degradation.
Titre de la review
Dégradation environnementale abiotique et biotique du polymère bioplastique poly(acide lactique) : une review
Dégradation environnementale abiotique et biotique du polymère bioplastique poly(acide lactique) : une review
Résumé de la review
Le Poly(acide lactique) (PLA) est dérivé de la fermentation de l’amidon, ce qui en fait un biopolymère (800 000 tonnes produites par an). Son usage a pris de l'importance grâce à plusieurs avantages. Issu de ressources renouvelables (amidon) et compostable, c'est un candidat potentiel pour se substituer aux plastiques conventionnels en réduisant les émissions de GES et la consommation d'énergie fossile. Sa production nécessite cependant l'usage de terres arables pour la culture de maïs, initialement dédiée au bétail.
La review expose l'historique du PLA et ses applications (majoritairement dans les emballages et la restauration) avant de détailler les impacts de ce plastique dans les différentes étapes de son existence (analyse du cycle de vie). Les besoins en énergie fossile, les GES et les besoins en eau sont étudiés aux niveaux de la production de matière première, l'extraction de ressource, le transport, la manufacture, l'utilisation du produit et l'élimination. Sur ces trois critères, le PLA ferait mieux que ses analogues pétrochimiques.
Sont ensuite détaillés les facteurs abiotiques de dégradation (température, pH, UV, humidité) et leurs effets sur différentes formes de PLA (cristalline, amorphe, etc). L'hydrolyse serait la principale étape de dégradation.
La review discute ensuite l'effet des facteurs biotiques : microorganismes (fongiques et bactériens), catalyse enzymatique. Différentes études ont identifié plusieurs espèces potentiellement capables de dégrader le PLA. Dans l'ensemble, les organismes susceptibles de dégrader le PLA n'en sont capables qu'à faible poids moléculaire, leur usage ne peut donc se passer d'une hydrolyse chimique préalable.
Enfin, le compostage est présenté comme une option avantageuse pour l'élimination du PLA car réunissant des conditions favorables, principalement par comparaison avec l'enfouissement dans le sol.
Le PLA est stable dans le sol à température ambiante, induisant un risque de contamination environnementale à grande échelle, similaire à celui des plastiques conventionnels. Mais il est possible de l’hydrolyser à haute température, avec catalyse par microorganismes. Il est donc possible de mettre en place des stratégies de gestion efficace des déchets sur cette base. Le compostage tolère de grandes quantités de PLA sans conséquence sur le pH, l'activité microbienne et la qualité du compost. Un effort de recherche à long terme est nécessaire pour comprendre l'impact de l'injection de grandes quantités de PLA dans le flux des composteurs sur la qualité du compost et les impacts sur les sols.
Le Poly(acide lactique) (PLA) est dérivé de la fermentation de l’amidon, ce qui en fait un biopolymère (800 000 tonnes produites par an). Son usage a pris de l'importance grâce à plusieurs avantages. Issu de ressources renouvelables (amidon) et compostable, c'est un candidat potentiel pour se substituer aux plastiques conventionnels en réduisant les émissions de GES et la consommation d'énergie fossile. Sa production nécessite cependant l'usage de terres arables pour la culture de maïs, initialement dédiée au bétail.
La review expose l'historique du PLA et ses applications (majoritairement dans les emballages et la restauration) avant de détailler les impacts de ce plastique dans les différentes étapes de son existence (analyse du cycle de vie). Les besoins en énergie fossile, les GES et les besoins en eau sont étudiés aux niveaux de la production de matière première, l'extraction de ressource, le transport, la manufacture, l'utilisation du produit et l'élimination. Sur ces trois critères, le PLA ferait mieux que ses analogues pétrochimiques.
Sont ensuite détaillés les facteurs abiotiques de dégradation (température, pH, UV, humidité) et leurs effets sur différentes formes de PLA (cristalline, amorphe, etc). L'hydrolyse serait la principale étape de dégradation.
La review discute ensuite l'effet des facteurs biotiques : microorganismes (fongiques et bactériens), catalyse enzymatique. Différentes études ont identifié plusieurs espèces potentiellement capables de dégrader le PLA. Dans l'ensemble, les organismes susceptibles de dégrader le PLA n'en sont capables qu'à faible poids moléculaire, leur usage ne peut donc se passer d'une hydrolyse chimique préalable.
Enfin, le compostage est présenté comme une option avantageuse pour l'élimination du PLA car réunissant des conditions favorables, principalement par comparaison avec l'enfouissement dans le sol.
Le PLA est stable dans le sol à température ambiante, induisant un risque de contamination environnementale à grande échelle, similaire à celui des plastiques conventionnels. Mais il est possible de l’hydrolyser à haute température, avec catalyse par microorganismes. Il est donc possible de mettre en place des stratégies de gestion efficace des déchets sur cette base. Le compostage tolère de grandes quantités de PLA sans conséquence sur le pH, l'activité microbienne et la qualité du compost. Un effort de recherche à long terme est nécessaire pour comprendre l'impact de l'injection de grandes quantités de PLA dans le flux des composteurs sur la qualité du compost et les impacts sur les sols.
Ce que cette review apporte au débat
Cette review se focalise sur un bioplastique très utilisé, le PLA. Les auteurs évaluent une diversité de critères de sa production à son élimination, ainsi que l'ensemble des processus (biotiques et abiotiques) conduisant à sa dégradation. Elle constitue donc un point de départ et de comparaison pour l'évaluation de la dégradation des bioplastiques.
Cette review se focalise sur un bioplastique très utilisé, le PLA. Les auteurs évaluent une diversité de critères de sa production à son élimination, ainsi que l'ensemble des processus (biotiques et abiotiques) conduisant à sa dégradation. Elle constitue donc un point de départ et de comparaison pour l'évaluation de la dégradation des bioplastiques.
Remarques sur la review
La review se focalise sur la dégradation du PLA. Elle dresse un tableau complet des conditions environnementales à réunir pour la rendre possible ainsi que les facteurs la facilitant. Cependant, elle renvoie à la nécessité de futures études évaluant les conséquences de sa dégradation en termes de pollution et d'accumulation dans les sols.
Malgré la présence d'une partie portant sur l'évaluation de sa durabilité (ensemble des processus de sa création à son élimination), peu d'éléments sont apportés sur les impacts de la production de PLA (culture du maïs, fermentation de l'amidon).
La review se focalise sur la dégradation du PLA. Elle dresse un tableau complet des conditions environnementales à réunir pour la rendre possible ainsi que les facteurs la facilitant. Cependant, elle renvoie à la nécessité de futures études évaluant les conséquences de sa dégradation en termes de pollution et d'accumulation dans les sols.
Malgré la présence d'une partie portant sur l'évaluation de sa durabilité (ensemble des processus de sa création à son élimination), peu d'éléments sont apportés sur les impacts de la production de PLA (culture du maïs, fermentation de l'amidon).
Dernière modification il y a plus de 5 ans.