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Titre de la review

Biodégradation des déchets bioplastiques en environnements naturel et industriel : une revue.

Résumé de la review

Cette revue datant de 2020 recense et organise les données obtenues concernant les bioplastiques et leur biodégradation.

L'introduction fait le point sur la pollution plastique :

  • La production annuelle de plastiques conventionnels (pétrochimiques) excède les 350 millions de tonnes et entraine d'important rejets de CO2 dans l'atmosphère
  • Entre 1950 et 2015, moins de 10 % des déchets plastiques totaux ont été recyclés, l'autre part ayant été rejetée dans l'environnement ou dans des décharges
  • Ces rejets ont des impacts sur les organismes terrestres et aquatiques, mais aussi sur la santé humaine

La 1ère partie est dédiée à la définition des bioplastiques, à leur classification, leurs utilisations et leur dégradation dans l'environnement :

  • Les bioplastiques ont été produits pour la première fois dans les années 50s, mais l'intérêt les concernant est récent avec une production à l'échelle industrielle dans les années 2000s
  • Bioplastique est un terme générique qui regroupe les plastiques biosourcés (produits à partir de matériel biogénique) et les plastiques biodégradables
  • La production globale de bioplastiques est estimée à 2,1 millions de tonnes
  • Les bioplastiques se présentent comme une alternative aux plastiques conventionnels (applications similaires et viables pour la durabilité environnementale)
  • Leur production ne doit pas se faire au détriment des terres agricoles (utilisation de déchets)
  • Tableau 1 : classification des plastiques
  • Méthodes pour produire des bioplastiques : (1) synthèse chimique à partir de ressources fossiles ; (2) synthèse chimique à partir de matières premières agricoles ; (3) biosynthèse à partir de matières premières biogéniques incluant des déchets organiques ; (4) production de mélanges et copolymères avec les précédents groupes
  • Tableau 2 : usages des bioplastiques
  • La production des bioplastiques requiert moins d'énergie que les plastiques conventionnels mais les coûts de production sont plus élevés (2-6 € / kg contre 1,2 € / kg)
  • Le marché des bioplastiques est limité par l'imitation des propriétés spécifiques des plastiques conventionnels. Les fibres synthétiques utilisées pour s'en approcher peuvent être problématiques pour l'environnement
  • Les bioplastiques ne peuvent pas être recyclés chimiquement ou mécaniquement dans le même circuit que les plastiques conventionnels
  • Contrairement à la dégradation (fragmentation du polymère sous l'effet de la chaleur, de l'humidité, des UV, et/ou des enzymes créant des particules résistantes), la biodégradation (minéralisation complète du matériau en CO2, H2O, NH4+, N2, H2, et biomasse par l'action de microorganismes comme les bactéries, les algues et les champignons) n'est pas dommageable pour l'environnement
  • La biodégradation dépend de l'humidité, la température, la disponibilité en oxygène et en nutriments, le pH, le temps, les UV et des microorganismes présents mais aussi de l'épaisseur du matériel biodégradé
  • Plus de 90 types de microorganismes peuvent biodégrader les bioplastiques, les bactéries et champignons étant les plus répandus
  • Il existe plusieurs indices de biodégradabilité qui dépendent des conditions du système test

La partie 3 recense les options de gestion des déchets bioplastiques :

1 - Recyclage mécanique : problématique car chaque biopolymère devrait être traité séparément et s'ils contaminent la chaine de recyclage des plastiques conventionnels ils diminueraient la qualité des produits finaux
2 - Recyclage chimique : permet d'obtenir des combustibles alternatifs aux fossiles
3 - Traitement biologique : utilisation des propriétés biodégradables
4 - Incinération : les bioplastiques biobasés sont neutres en CO2
5 - Enfouissement : peut entrainer des rejets de CH4

La partie 4 synthétise les données sur la biodégradation dans différents environnements en conditions aérobies et anaérobies avec des tableaux récapitulatifs pour chacun.

La partie 5 reprend les standardisations et les certifications qui concernent les bioplastiques.

Ce que cette review apporte au débat
  • La biodégradation des bioplastiques est plus rapide en conditions aérobies qu'en anaérobies
  • Les recherches sur la biodégradabilité en anaérobiose sont lacunaires
  • La biodégradation varie selon la nature des bio-polymères (chimique et physique) et selon les conditions environnementales (température, humidité, pH, UV, disponibilité en nutriments et O2) et les communautés microbiennes présentes
  • L'environnement le plus favorable à la biodégradation est le compost, suivi par le sol, les eaux douces et marines, et les décharges
  • Les expériences ont surtout été menées en laboratoire, impliquant un besoin d'expériences in situ
  • Peu de polymères biodégradables sont décomposés dans n'importe quelle condition environnementale (PHA)
  • Les standards évaluant la qualité des composts ne tiennent pas compte des particules d'une taille < 2 mm, il est donc nécessaire d'introduire des critères d'écotoxicité et des tests de désintégration
  • Les standards de biodégradation anaérobie devraient être développés
Remarques sur la review

La review est très complète, bien écrite, avec de nombreuses références
Publiée il y a plus de 5 ans par G. Deconninck et collaborateurs..
Dernière modification il y a plus de 5 ans.
Review : Biodegradation of Wasted Bioplastics in Natural and Industrial Environments: A Review
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  • Auteurs
    Adele Folino, Aimilia Karageorgiou, Paolo S. Calabrò, Dimitrios Komilis
  • Année de publication
    2020
  • Journal
    Sustainability
  • Abstract (dans sa langue originale)

    <jats:p>The problems linked to plastic wastes have led to the development of biodegradable plastics. More specifically, biodegradable bioplastics are the polymers that are mineralized into carbon dioxide, methane, water, inorganic compounds, or biomass through the enzymatic action of specific microorganisms. They could, therefore, be a suitable and environmentally friendly substitute to conventional petrochemical plastics. The physico-chemical structure of the biopolymers, the environmental conditions, as well as the microbial populations to which the bioplastics are exposed to are the most influential factors to biodegradation. This process can occur in both natural and industrial environments, in aerobic and anaerobic conditions, with the latter being the least researched. The examined aerobic environments include compost, soil, and some aquatic environments, whereas the anaerobic environments include anaerobic digestion plants and a few aquatic habitats. This review investigates both the extent and the biodegradation rates under different environments and explores the state-of-the-art knowledge of the environmental and biological factors involved in biodegradation. Moreover, the review demonstrates the need for more research on the long-term fate of bioplastics under natural and industrial (engineered) environments. However, bioplastics cannot be considered a panacea when dealing with the elimination of plastic pollution./jats:p

  • Identifiant unique
    10.3390/su12156030
  • Accès libre
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  • Apparait dans la controverse
    Les bioplastiques sont-ils inoffensifs pour l’environnement ?
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Référence ajoutée par G. Deconninck