Les bioplastiques sont-ils inoffensifs pour l’environnement ?

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.

• 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

La review est très complète, bien écrite, avec de nombreuses références

Dans les écosystèmes marins, les microorganismes colonisent les surfaces disponibles et forment ainsi ce qu'on appelle un biofilm. Ils jouent ainsi un rôle important dans les processus biogéochimiques, tel que la reminéralisation du carbone par les les microorganismes sulfato-réducteurs. Parmi ces surfaces disponible à la colonisation on retrouve les plastiques dont 4,8 à 12,7 millions de tonnes sont déversés dans les océans chaque année. Pour limiter cet apport, en 2018, plus de 60 pays ont interdit ou limité l'utilisation des plastiques à usage unique. En réponse il est prévu une forte augmentation de la production des bioplastiques, dont leur devenir dans les écosystèmes est incertain. Pour mieux comprendre l'effet d'introduction de plastiques et de bioplastiques dans les écosystèmes marin, ils cherchent dans cette étude à comprendre en quoi leur introduction promeut un changement significatif d'espèces et en quelle mesure cela peut-il avoir un effet sur les cycles biogéochimiques.

Pour répondre à ces questions 3 substrats sont évalués un témoin (céramique), un plastique (PET) et un bio-plastique (polyhydroxyalkanoate, PHA). Des billes (3 à 4 mm) des 3 substrats sont placés en microcosmes in situ (fillets limitant l'entrée des macro-organismes), dans la Laguna Madre (Texas, USA), pendant 28 jours.
Pour les 12 échantillons (céramique, PET, PHA et eau de mer), les génomes des espèces présentes sont assemblés et agrégés en unités taxonomiques opérationnelles (OTU). Puis ils testent la différence entre les communautés (PERMANOVA). Dans un deuxième temps ils cherchent, pour chaque individu, par l'identification de séquences codantes, à mesurer les capacités à dégrader des polymères par les différentes communautés. Ainsi, ils identifient les séquences codantes pour les alpha et beta hydrolases (déplolymérases, lipases...), puis des séquences associées aux protéines sulfato-réductrices.

Il montrent une différence significative, en terme de composition, entre le biofilm associé au PHA et les biofilms associés aux PET et céramique, les 2 derniers n'étant pas significativement différents. Cette différence est aussi présente lors de l'étude des séquences codantes. En effet, le biofilm associé au PHA a significativement plus d'esterase et de déplolymérase, mais aussi de sulfate et sulfite réductases.
Cette étude a aussi permis de distinguer de nouvelles espèces capables de réduire le soufre et a permis d'identifier les enzymes impliqués dans la dégradation du PHA. Ces résultats confirment l'hypothèse que l'ajout de PHA dans l'écosystème stimule la réduction de sulfate, qui a un rôle majeur dans la minéralisation du carbone et dans le cycle océanique du soufre. Une des conséquences possible serait une inhibition de la production de CH₄ en faveur du CO₂.

Toutefois, cet article se concentre sur l'étude des séquences codantes et non directement sur l'activité enzymatique. Il serait donc intéressant de regarder si ces résultats se confirment en terme de protéines réellement produites.
Un autre point est le fait qu'ils n'aient pas trouvé de différence entre les communautés associées au PET et au témoin. Ceci peut être lié au site d'étude qui est déjà pollué. En effet, comme on le soulignait en introduction les écosystèmes marins côtiers sont déjà soumis à une forte pression liée à la présence de plastique et les communautés présentes pourraient déjà être influencées par leur présence.

Cette étude montre que l'ajout de PHA dans les écosystèmes benthiques côtiers provoque un changement de communauté mais aussi une modification des traits fonctionnels, ici une capacité à réduire les sulfites et les sulfates. Néanmoins, on ne connaît pas les effets de cette modification sur l'ensemble des processus biogéochimiques et sur le fonctionnement de l'écosystème.
En tout cas cette étude souligne que l'effet potentiel des bioplastiques sur les cycles biogéochimiques ne doit pas être négligé et être étudié au même titre que les plastiques conventionnels.

Cette revue fait le point sur les enjeux liés au développement et à la diversification des bioplastiques.

La première partie rappelle les dégâts qu'ont provoqué les plastiques issus de la pétrochimie. L'augmentation de la population a induit une demande de plus en plus forte pour le plastique dans la plupart des domaines de la vie courante. Seuls 21 % des déchets plastiques étaient recyclés ou incinérés en 2015 tandis que les 79 % restants étaient rejetés dans des décharges ou dans le milieu aquatique. Les plastiques issus de la pétrochimie mettent des dizaines d'années à se désagréger et les produits formés sont nocifs pour l'environnement. Les macro et microparticules de plastique nuisent à la santé animale et humaine en entrant dans les réseaux trophiques.

Certains pays comme la Chine refusent désormais les déchets plastiques en provenance des pays européens. Le besoin de trouver des alternatives s'est donc fait pressant.

La revue fait état de l'évolution des bioplastiques et s'intéresse particulièrement à l'avenir des méthodes utilisées pour leur production. Celles-ci devant s'inscrire dans le cadre des objectifs de durabilité des nations unies (i.e., Bonne santé et Bien-être, Eau propre, Energie propre et abordable, Travail décent et croissance économique, Industrie, Innovation et Infrastructure, Villes et communautés durables, Consommation et Production responsables, Action climatique, Vie sous la mer et vie sur terre).

Les auteurs rappellent que les bioplastiques incluent des plastiques biodégradables mais aussi des plastiques non-dégradables. Ces derniers étant aussi importants que les premiers en ce qu'ils peuvent jouer le rôle de puits de carbone lorsque correctement utilisés.

Différentes méthodes de production de bioplastiques sont décrites.
Les auteurs soutiennent que l'avenir des bioplastiques se situe dans l'utilisation des microalgues et cyanobactéries via des processus photosynthétiques.
Contrairement aux méthodes utilisées jusqu'à présent, celle-ci nécessiterait moins d'espace (de prise sur les terres agricoles par exemple), n'utiliserait pas des matières premières pouvant être utilisées dans l'alimentation humaine ou animale, ne coûterait pas plus cher, et permettrait de produire des bioplastiques entièrement biodégradables en CO2 et eau, ou des bioplastiques utilisés dans les infrastructures pouvant servir de puits de carbone, le tout sans rejet de substances nocives.

Les auteurs insistent sur la nécessité d'améliorer les lois et régulations autour de la production et de la commercialisation des bioplastiques.

La review fait le point sur les méthodes d'avenir pour la production de bioplastiques, dans un objectif de réduire les coûts et les problématiques environnementales et sanitaires liées aux plastiques issus de la pétrochimie.

Différentes figures sont apportées pour mieux se représenter les enjeux :

• Un tableau récapitulatif des catégories principales de bioplastiques, incluant leur source, leur structure polymérique et un résumé de leurs propriétés et utilisations
• Une figure résumant les standards internationaux pour la certification de la dégradabilité des plastiques ainsi que les mécanismes de dégradation des bioplastiques
• Un tableau regroupant les plastiques conventionnels, leurs usages, leurs propriétés et leur temps de dégradation
• Une figure du fonctionnement de la biosynthèse de bioplastiques par les cyanobactéries et les microalgues via la photosynthèse

Cette review présente les problématiques liées aux bioplastiques et proposent des solutions alternatives durables.

La review est bien écrite, avec un plan cohérent.
Les auteurs paraissent objectifs en ce qu'ils ne négligent pas les inconvénients des méthodes, et apportent des arguments pour soutenir leurs propos.
Les sources sont nombreuses et à propos.

Les micro-plastiques (MPs) sont des fragments de plastique de moins de 5 mm. Quelques études ont déjà identifié des impacts de cette pollution sur les organismes, pour les MPs issus de l'industrie pétrochimique. En effet, l'ingestion de MPs peut causer des dommages physiques (inflammation, altération du microbiote, stress oxydatif, etc) et servent aussi de voie d'entrée pour des contaminants (additifs, métaux, polluants organiques, etc). Or, des études récentes démontrent des résultats similaires, que les auteurs présentent ici, pour les MPs issus de biopolymères.

Les bioplastiques ne se dégradent pas aussi rapidement dans les écosystèmes naturels. Leur dégradation se fait par une combinaison de facteurs physiques, chimiques et biologiques et dépend aussi des caractéristiques du polymère. Ainsi, elle peut conduire à la production de MPs qui peuvent être ingérés par les organismes. Bien qu'une partie des études ne montrent pas d'effets significatifs de leur ingestion, d'autres indiquent des effets sur la fitness, et les processus écologiques. D'autre part, leur capacité d'adsorption, font d'eux une voie de passage privilégiée des polluants.

Ainsi, selon les auteurs, il n'est pas encore possible de savoir si les bio-plastiques seraient moins nocifs que les plastiques conventionnels. Ils identifient alors les lacunes à combler. Tout d'abord, il faudrait documenter le comportement de dégradation des bio-plastiques en MP dans différents écosystèmes et ainsi déterminer s'ils sont bien moins persistants. Ensuite, il serait nécessaire d'évaluer si les MP issus de biopolymères sont bien moins nocifs :

• Ont-ils un impact sur la santé et le fonctionnement des écosystèmes ?
  
• Quel est le risque associé à la forme, au type ?
• Peut-il exister une synergie entre plusieurs types ?
• Quels sont les effets sur le comportement des espèces ?
• Peuvent-ils être vecteur de maladies ?

Finalement, l'utilisation des bioplastiques est croissante alors que les effets de leur dégradation sont encore mal compris. Ils soulignent qu'il serait nécessaire de communiquer sur la faible dégradation des bioplastiques dans de nombreux environnements et l'importance d'une gestion appropriée de leur élimination.

Cette review, fait l'inventaire des lacunes à combler afin d'être en mesure d'évaluer si les bioplastiques sont bien moins nocifs que les plastiques conventionnels. Néanmoins, ils n'excluent pas le potentiel effet toxique des MPs issus des bioplastiques.
Il est donc nécessaire dans les recherches futurs de mieux comprendre les processus de détérioration et les effets des composés produits sur les individus et le fonctionnement des écosystèmes.

Cette revue présente une synthèse des recherches menées en laboratoire et sur des sites pilotes pour évaluer le devenir des bioplastiques pendant le compostage aérobie (CA) et la digestion anaérobie (DA). Les auteurs donnent une vue d'ensemble des méthodes utilisées par différentes études pour suivre et mesurer la biodégradation des bioplastiques. En général 2 méthodes ou plus sont appliquées dans une même étude pour mesurer la biodégradation et plusieurs auteurs utilisent les mêmes sous différentes conditions. À cette fin, la revue vise d'une part à comparer les résultats et l'efficacité des différentes méthodes et d'autre part à discuter les facteurs affectant la biodégradation des bioplastiques en CA et en DA.

Le compostage aérobie
Il consiste en l'oxydation des matériaux, laissés en présence d'O₂, avec rejet d'H₂O et de CO₂. Une aération suffisante est nécessaire pour permettre l'oxygénation et évacuer l'excès d'humidité.
La review liste les études qui utilisent des méthodes normalisées ou non pour le suivi du compostage. Les essais de ces études sont faits à une humidité de 50-55%, soit en conditions thermophiles (58-65°C) soit avec une phase thermophile suivie d'une phase à température ambiante. Ils peuvent durer de 30 à 130 jours. Les quantités (100 mL à 200 L) et la composition des composts (nature des déchets, âge) sont très variables selon les études.

La digestion anaérobie
Elle est appliquée à la fraction organique des déchets municipaux solides (FODMS) et aux boues issues de l'épuration de l'eau et implique des communautés bactériennes complexes.
La DA conduit à la production de biogaz (CH₄, CO₂ et H₂). Les paramètres suivis dans les différents essais sont la température, l'ammoniac, les acides gras volatiles et le biogaz produit.

Méthodes pour suivre la dégradation des bioplastiques
Mesures de CO₂ et CH₄
Ces méthodes fournissent un pourcentage de biodégradation par la mesure du carbone organique transformé en CO₂ (CA et DA) et CH₄ (DA uniquement). Il s'agit de méthodes de respirométrie cumulative, de respirométrie gravimétrique.
Il résulte de ces essais que la biodégradation est plus complète (>70%) en conditions thermophiles.

Spectroscopie
Elle est utilisée pour évaluer la biodégradation par l'analyse des variations du spectre des bioplastiques. En particulier le spectre infrarouge est considéré. Il est étudié par résonance magnétique nucléaire (RMN) ou par réflectance totale atténuée (RTA).

Perte de masse
Elle est étudiée par mesure de la diminution du poids moléculaire, perte de masse expérimentale ou par le degré de désintégration.

Analyse visuelle
Elle est utilisée en complément d'autres méthodes, pour confirmer le résultat. Les critères d'évaluation sont la distribution de la taille des particules de bioplastiques restantes et les signes de colonisation microbienne.

Qualité du compost
Ces mesures visent à étudier la composition chimique et la phytotoxicité du compost pour établir la sûreté ou la dangerosité pour l'environnement, la faune du sol et l'eau. Les études qui ont recouru à ces analyses ont obtenu des résultats en adéquation avec les exigences standards. La revue souligne cependant le risque posé par la croissance des concentrations de bioplastiques dûs à l'augmentation de la production.

Conclusions
En général, deux méthodes ou plus sont utilisées afin de détecter les écarts entre résultats ou de confirmer ces résultats. Les études basées sur les mêmes méthodes permettent des comparaisons entre conditions expérimentales et la formation d'hypothèses sur le rôle de ces conditions.
Il apparaît que la température est un facteur clé de la biodégradation, en particulier lors d'une phase thermophile initiale, pour l'hydrolyse des polymères non assimilables par les microorganismes.
Les conditions à réunir pour la biodégradation confirment l'importance de jeter les bioplastiques avec la FODMS, les composteurs et digesteurs industriels étant les plus à mêmes de fournir ces conditions (température, humidité, temps requis).

La review donne une vue d'ensemble des méthodes utilisées pour l'évaluation de la biodégradation des biopalstiques. Elle montre la complémentarité de ces méthodes pour une étude, et l'intérêt de recouper les résultats de plusieurs études utilisant les mêmes méthodes. Soulignons l'importance accordée aux normes (ISO, EN, ASTM) imposées aux méthodologies et aux équipements, et le fait que la review précise quelles études les suivent et lesquelles s'en dispensent, ce qui facilite les comparaisons.

La review recense des études portant sur la biodégradation des bioplastiques tant en conditions aérobies qu'anaérobies, et ce en les classant selon les méthodologies utilisées.
La comparaison de nombreuses études met en évidence l'importance des facteurs abiotiques (température, humdité, temps de dégradation) dans les conditions à réunir pour la biodégradation.
Une part est accordée à l'écotoxicité des composts. Ils sont sûrs en général (la dégradation des plastiques est complète), mais des travaux complémentaires doivent être menés pour évaluer la présence de microparticules (taille <1mm) et leur éventuel impact sur l'environnement.

Cette review questionne la durabilité des bioplastiques au regard de leur dégradation et développe davantage les enjeux liés au recyclage que les précédentes ^{[1] [2]}.

Elle propose également un historique de l'utilisation du plastique :

• Dans les années 1940, les plastiques synthétiques se sont répandus dans la société grâce à leurs propriétés exceptionnelles (robustesse, transparence, flexibilité et durabilité) qui, couplées à leur faible coût, leur ont permis de remplacer progressivement les matériaux utilisés jusqu'alors (papier, verre, métal).
• En 2015, la production de plastiques produits à partir de pétrole atteignait 300 millions de tonnes et 34 millions de tonnes de déchets plastiques sont produits par an, dont 93% sont rejetés dans les océans et les décharges.
• En 2014, 1,7 millions de tonnes de bioplastiques ont été produits dans le monde. Ce chiffre devrait atteindre 6,2 millions de tonnes en 2018.

La dégradation du plastique issu de la pétrochimie est comparée à celle des bioplastiques :

• Pétro-plastiques : dégradation difficile et longue qui émet de grandes quantités de CO₂ et de nombreux autres composés toxiques (ex : brûler 1 kg de plastique entraine le rejet de 2,8 kg de CO₂)
• Bioplastiques : produits à partir de ressources renouvelables, ils sont dégradés par des microorganismes naturels tels que les bactéries, les algues et les champignons. Leur dégradation dépend des conditions environnementales (température, humidité, oxygène, pH, etc) et de la chimie du polymère. Elle entraine une très faible émission de CO₂.

L'article développe dans le détail les facteurs affectant la dégradation des bioplastiques, et y ajoute différents schémas.

Les auteurs mettent en exergue l'un des principaux inconvénients des bioplastiques : leur coût reste plus élevé. Ils appuient sur l'importance de la communication avec les entreprises et les marchés pour mieux intégrer les bioplastiques dans les problématiques de demain, notamment environnementales, mais également sanitaires. En effet, dans le cadre de la mondialisation, les bioplastiques doivent pouvoir être durables tout en étant dégradables pour ne pas être néfastes pour l'environnement mais également conserver leur rôle de conservation dans le contexte agroalimentaire où leur utilisation est majoritaire pour le moment. Les recherches doivent également être poursuivies pour permettre une meilleure dégradation, quelles que soient les conditions environnementales.

La review permet de mieux comprendre les enjeux liés à la dégradation des bioplastiques.
Et notamment l'importance des facteurs environnementaux pour assurer une dégradation efficace.
Certains bioplastiques peuvent se dégrader en quelques dizaines de jours si les bonnes conditions sont réunies (ex : acide poly lactique dégradé à 90% en 55-60 jours par des bactéries du sol en conditions humides), alors qu'après une centaine de jours d'autres sont à peine atteint (ex : poly(butylène succinate) dégradé à 2 % après 100 jours d'exposition à des bactéries en conditions anaérobies).

La review contient plus de références que les reviews précédemment étudiées ^[2][1]. Elle parait plus objective en ce qu'elle ne nie pas les limites induites par les bioplastiques, comme le coût plus élevé, ou les différents facteurs pouvant influer sur la dégradation de ceux-ci.

Afin d'évaluer dans quelle mesure les plastiques sont biodégradables, les organismes de certification se basent sur des protocoles standardisés en laboratoire, et il en existe plusieurs. Les auteurs se sont concentrés ici sur l'ASTM, la BSI (British Standards Institution), l'ISO (International Organization for Standardization) et l'AFNOR (Association Française de Normalisation). Dans cette étude, ils évaluent la biodégradabilité des plastiques qu'ils soient issus de biopolymères ou non.
Selon l'OCDE, la biodégradabilité est défini comme un composé qui peut être totalement utilisé comme source de carbone pour la croissance microbienne.

1- Quels sont les standards qui peuvent évaluer la biodégradabilité des sacs et films plastiques dans les écosystèmes aquatiques ?
Il n'existe pas de standard de biodégradabilité des plastiques pour les eaux douces (rivières, cours d'eau, zone humide, lac, etc). Néanmoins il existe 4 protocoles standards internationaux qui évaluent leur biodégradabilité dans les eaux usées (2 conditions aérobies, 2 conditions anaérobies). Dans ces protocoles ils mesurent la production de CO₂ et de CH₄, après ajout de plastique en poudre. Pour les écosystèmes marins, il existe 2 standards internationaux, mais ils se concentrent sur la biodégradabilité des plastiques en condition aérobie à l'interface eau-sédiments. Ils mesurent l'évolution de la demande en O₂ et du CO₂. Ils ne considèrent donc par les estuaires, la zone de balancement des marées, les océans et les eaux profondes.

*2- Quels sont les forces et les faiblesses des standards actuels et leurs spécificités ? *
Ces protocoles sont standardisés pour pouvoir être réplicables pour tous les polymères. Mais ces protocoles ont beaucoup de limites et ne donnent que peu de directives pour leur mise en place (forme et taille des matériaux, concentration en cellules, diversité taxonomique, etc). Les protocoles n'ont pas de puissance statistique puisqu'ils se basent sur des duplicats.

3- Dans quelle mesure les résultats et les conclusions de ces protocoles peuvent être extrapolés aux conditions d'un environnement ouvert ?
Les protocoles standardisés ne sont pas adaptés pour les écosystèmes aquatiques ouverts. Ils ne tiennent pas compte des valeurs et de la variabilité des conditions environnementales (température, oxygène dissous, concentration en nutriments, etc). Ces résultats sous-estiment la durée de biodégradation des plastiques dans les écosystèmes naturels. De plus, ces protocoles ne tiennent pas compte des potentiels effets à long terme sur les organismes et les écosystèmes.

*4- Quelles sont les perspectives pour le développement de standards pour évaluer la biodégradation des plastiques dans les écosystèmes ouverts ? *
Il serait intéressant d'ajouter des approches permettant d'évaluer, de manière plus précise, les changements de structure du polymère au cours du temps, comme des mesures de surface hydrolysée, analyse par chromatographie et analyse spectrométrique. Ces mesures pourrait être complétées par l'évaluation de la biodétérioration et de la colonisation par les microorganismes par microscopie. Finalement, les standards devraient être réalisés à long terme dans des conditions plus réalistes et évaluer leur écotoxicité.

Les auteurs sont très critiques et semblent peu objectifs sur les standards existants. Bien qu'il est clair que ces méthodes présentent de nombreuses limites, ils ne discutent pas les intérêts de ces standards.

Cette review permet de faire le point sur les standards internationaux qui évaluent la biodégradabilité des plastiques. Ils pointent ici le manque de connaissance en particulier pour les écosystèmes aquatiques et le manque de réalisme. Ainsi les valeurs mesurées ne peuvent pas être inférées aux conditions d'un environnement ouvert.
Afin de pouvoir évaluer la nocivité des bioplastiques dans les écosystèmes aquatiques ouverts il est donc nécessaire de développer des protocoles plus adaptés pour l'évaluation de leur dégradabilité. Cette revue met alors en lumière le manque d'outils et de certification fiable et compréhensible par tous pour déterminer quels bioplastiques ont des effets négatifs sur l'environnement.

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.

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.

L'article part du constat de l'utilisation massive des plastiques dans tous les domaines : de la vie courante à l'industrie, de par leur maniabilité, leur résistance et leur durabilité.
Cependant, leur accumulation dans les écosystèmes a conduit à la dégradation de l'environnement. De plus, leur production pétrochimique utilise des matières fossiles non renouvelables, induit des coûts énergétiques importants et relargue des gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
Les auteurs appuient sur l'urgence de développer des bioplastiques dans le cadre des changements globaux.
Plusieurs organisation contribuant au nettoyage de la pollution plastique dans les écosystèmes sont présentées.
L'accent est mis sur les avantages des bioplastiques, à la fois environnementaux et sociaux.
Les inconvénients sont à peine évoqués.

4 définitions sont données :

• Biodégradation : processus biologique par lequel un polymère est divisé en particules de taille inférieure, aidant l'activité microbienne pour la conversion en méthane, eau et dioxyde de carbone.
• Dégradation : processus de désintégration du polymère en fragments de taille inférieure par l'action de facteurs abiotiques comme des radiations UV ou de l'oxydation.
• Plastiques biosourcés : plastiques dérivés de ressources naturelles ou de biomasse, au moins en partie. Ils peuvent être ou non biodégradable mais sont recyclables.
• Plastiques compostables : plastique qui peut être décomposé biologiquement en compost et est dégradé en dioxyde de carbone, eau, composés inorganiques et biomasse, sans libérer de substances toxiques dans l'atmosphère. Peut aussi être dégradée par processus enzymatique.
• Plastiques conventionnels : plastiques issus de l'industrie pétrochimique (fossiles), synthétiques et généralement dérivés de ressources non renouvelables.

L'article apporte des définitions et des schémas pertinents pour la compréhension des enjeux de l'utilisation des bioplastiques.
Deux méthodes de production de bioplastiques sont exposées (mais survolées) : la production à partir de microorganismes et la production à partir de végétaux.
Un point est fait sur la question de la durabilité d'un matériel avec un schéma récapitulatif. Celui-ci devrait : 1) bénéficier aux communautés locales ; 2) être sûr pour les travailleurs ; 3) être sain pour l'environnement ; 4) être économiquement viable ; 5) être sain pour le consommateur.
D'après cet article on pourrait croire que les bioplastiques remplissent ces critères.

L'article ne semble pas objectif sur les avantages et les inconvénients liés à l'utilisation de bioplastiques. Il se concentre principalement sur les avantages.
La mauvaise qualité de l'anglais n'aide pas à avoir un avis positif sur l'objectivité de l'article.
De plus, la rédaction ne semble pas suivre un plan rigoureux, et les informations sont parfois répétées dans différentes parties.

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.

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.

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).

Cette revue s'intéresse à l'aspect biodégradation des bioplastiques dans l'environnement. Les auteurs reprennent les résultats d'études réalisées dans différents types de milieux pour différents bioplastiques. Une partie est consacrée aux microorganismes qui peuvent les dégrader.

Historique et état de la situation :

• En 2015, la production annuelle de pétro-plastiques excédait les 300 millions de tonnes
• Les impacts des plastiques sur l'environnement incluent les émissions de CO₂ et leur accumulation dans les écosystèmes
• 34 millions de tonnes de déchets plastiques sont générés dans le monde et sont rejetés dans des décharges et dans les océans
• Malgré l'interdiction des décharges dans certains pays européens, environ 50 % des déchets plastiques y sont encore déposés
• Alors que des pays comme l'Allemagne, la Suède, le Danemark, et l'Autriche récupèrent 80 à 100 % des déchets plastiques, ils n'en recyclent que 28 % en moyenne
• La consommation de plastique dans les pays en développement augmente et certains pays comme la Chine, l'Indonésie, les Philippines, le Sri Lanka et le Vietnam génèrent plus de 50 % de la pollution plastique mondiale dans les milieux aquatiques
• Les bioplastiques s'imposent comme alternative aux plastiques issus de la pétrochimie. En 2014, 1,7 millions de tonnes étaient produites dans le monde, et leur production devait atteindre 6,2 millions de tonnes en 2018.

Les auteurs fournissent un tableau des bioplastiques les plus produits. Malgré le fait qu'ils soient considérés comme des matériaux non-nocifs pour l'environnement, les bioplastiques présentent des limites de par leur coût de production élevé et leurs propriétés mécaniques limitées. D'après certaines études, les coûts pourraient être compensés par l'utilisation de déchets agriculturaux pour leur production, et l'Acide polylactique (PLA) présenterait des propriétés optimales pour remplacer efficacement les plastiques conventionnels.

L'article se concentre ensuite sur la biodégradation, divisée en 3 étapes :

1) Biodétérioration : modification des propriétés mécaniques, chimiques et physiques du polymère par la croissance des microorganismes sur ou dans la surface du polymère
2) Biofragmentation : transformation du polymère en oligomères et monomères sous l'action des microorganismes
3) Assimilation : les microorganismes acquièrent du carbone, de l'énergie et des sources de nutriments de la fragmentation du polymère et convertissent ce carbone en CO₂, eau et biomasse

La biodégradation est affectée par plusieurs facteurs :

• Le polymère : sa structure chimique, sa chaîne, sa cristallinité et la complexité de sa formule mais aussi sa taille et sa surface exposée
• L'ajout de composés dans la matrice du polymère (e.g. sucres solubles)
• L'environnement : le pH, la température, l'humidité et le contenu en oxygène
• Les microorganismes présents dans le milieu

Il existe plus de 90 types de microorganismes capables de dégrader les bioplastiques :

• Des bactéries aérobies, anaérobies, ou photosynthétiques
• Des archébactéries
• D'autres organismes eucaryotes comme les champignons

Les enzymes intra ou extra cellulaires de ces organismes, comme les polymérases, mais aussi les liasses ou des sérines, sont en partie responsables de cette dégradation.

Dans la conclusion, les auteurs insistent sur l'importance d'approfondir les impacts potentiels des bioplastiques sur l'environnement. Alors que la biodégradation des bioplastiques PLA et PHA a été bien étudiée, ce n'est pas le cas pour les bioplastiques émergents. La dégradation dans les environnements aquatiques a été beaucoup moins étudiée et il semble nécessaire d'inclure dans les études des environnements variés avec des paramètres physico-chimiques différents.
Ils insistent également sur la nécessité de revoir la gestion du traitement des plastiques en incluant les bioplastiques, et notamment en révisant les modes de "recyclage", mais aussi en incluant dans ces réflexions les pays en voie de développement.

La revue apporte des définitions et des précisions sur la biodégradabilité des bioplastiques, c'est à dire leur dégradation par des microorganismes.
Elle insiste sur les facteurs affectant la biodégradation et présente les différents microorganimes qui en sont responsables.
Elle appuie le fait que d'autres recherches sont nécessaires pour comprendre l'impact des bioplastiques sur l'environnement, et notamment l'impact des bioplastiques émergents qui a bien moins été étudiés que les plus utilisés jusqu'à présent (PLA et PHA).

La review est bien écrite, claire, avec un plan cohérent.
Les auteurs soulignent les avantages des bioplastiques, tout en ne sous-estimants pas les questions qu'ils posent d'un point de vue économique et environnemental.

Les bioplastiques sont développés dans l'objectif de remplacer les plastiques conventionnels. Dans les systèmes agricoles, ils sont enfouis après leur utilisation et dégradés par les microorganismes présents. Néanmoins, les effets de leur dégradation et leur éco-toxicité sont encore peu étudiés.
Dans cet étude, ils évaluent l'effet de la dégradation de trois bioplastiques (PLA, PBS et PBS-amidon) et d'un plastique issu de la pétrochimie (PA66) en laboratoire et in situ sur la biomasse et la diversité des microorganismes du sol à court (28 jours) et long terme (2 ans). Par ailleurs, ils mesurent leur vitesse de dégradation sous différentes concentrations bactériennes. Pour finir, ils mesurent la circulation d'azote comme indicateur de la pollution du sol.

1- Biodégradabilité en condition contrôlées de films ou de particules à court terme (28 jours)
Pour les 4 plastiques, des films (3 x 3 cm) et particules sont enterrés dans des pots de sol agricole. La masse résiduelle est mesurée tous les 7 jours et observée par stéréo-microscopie et SEM
2- Effet de la biomasse bactérienne sur la dégradation (7 jours)
Des films de PBS-amidon sont enterrés dans des pots, d'un sol avec 3 concentrations bactériennes, et 3 sols différents
3- Biodégradabilité in situ à long terme (2 ans)
Les 4 plastiques sont enterrés dans une parcelle agricole et leur dégradation (même protocole) est évaluée à la fin
4- Effet de la dégradation sur la biomasse et la diversité bactérienne et fongique
La biomasse et la diversité bactérienne et fongique sont quantifiées par e-ADN et par méthode plate-counting
5- Effet de la dégradation sur la circulation d'azote dans le sol
La biomasse bactérienne et l'activité d'oxydation du NH₄⁺ et du NO_2- ont été mesurées comme proxy de l'activité microbienne

1- Les films de PBS et PBS-amidon se sont dégradés (1,2 et 7,2 %) alors que ceux de PLA et PA66 sont restés intacts. Les particules des 3 bioplastiques se sont dégradées plus rapidement que les films grâce à l'augmentation de leur surface de dégradation.
2- Plus la biomasse bactérienne est importante plus la dégradation est rapide.
3- Les films de PBS et PBS-amidon sont plus dégradés que ceux de PLA.
4- La degradation des bioplastiques n'a pas impacté la biomasse et la diversité bactérienne. Alors que le PA66 implique une diminution de la biomasse bactérienne et aucun impact sur la diversité dans le sol adjacent.
5- La dégradation du PBS et PBS-amidon n'a pas d'influence sur la circulation de l'azote dans le sol. En revanche, la dégradation du PLA a entrainé une diminution de l'activité d'oxydation du NO_2- de 26 %.

Les résultats proviennent de seulement 2 réplicats, ce qui ne permet pas de conclure de manière fiable sur les résultats apportés par ces expérimentations.

Cet article est exploratoire et cherche de possibles effets de la dégradation des bioplastiques sur les sols agricoles. Il apporte des pistes sur les prochaines études à mener et notamment sur les effets à long terme de la dégradation des bioplastiques dans les sols agricoles qui doivent encore être évalués. Par ailleurs, ils montrent ici un effet néfaste de la dégradation du PLA sur l'activité d'oxydation de l'azote.
Les bioplastiques sont présentés comme une alternative efficace aux plastiques issus de l'industrie pétrochimique, mais leur éco-toxicité ne doit pas être négligée.

Cet article écrit en 2015 fait le point sur l'émergence des bioplastiques.
Introduisant les enjeux liés à l'omniprésence des plastiques, notamment les problèmes économiques et de pollution, les auteurs définissent les bioplastiques en se focalisant sur les avantages et les inconvénients qu'ils soulèvent.
Ils font également le point sur les enjeux et les problématiques à soulever dans le cadre de leur développement.

L'article apporte plusieurs définitions :

• Bioplastique : plastique produit à partir de ressources renouvelables telles que du maïs, des sucres, des pommes de terre, etc. et produits par un éventail de microorganismes.

Il existe quatre types de plastiques biodégradables :

1) Bioplastiques photodégradables : plastiques qui comportent un additif sensible à la lumière qui permet une dégradation de la structure du polymère après exposition de plusieurs semaines ou mois à des radiations ultraviolettes
2) Bioplastiques biobasés : plastiques dans lesquels 100 % du carbone dérive de ressources agriculturales et forestières renouvelables telles que la fécule de maïs, les protéines de soja et la cellulose
3) Bioplastiques compostables : plastiques décomposés durant les processus de compostages à un taux similaire que d'autres matériaux compostables et sans laisser de traces toxiques
4) Bioplastiques biodégradables : plastiques complètement dégradés par des microorganismes sans laisser de traces toxiques.

Il liste les avantages et les inconvénients liés aux bioplastiques.

Avantages (par rapport aux plastiques issus de la pétrochimie) :

• Une empreinte carbone réduite
• Utilisation de ressources renouvelables
• Efficacité énergétique
• Sécurité écologique (moins d'émissions de gaz à effet de serre, absence de toxines)

Inconvénients :

• Coûts de production élevés
• Problèmes de recyclage par contamination de la chaîne plastique
• Consommation des ressources renouvelables
• Mécompréhension des termes
• Manque de législation : Les auteurs insistent sur la nécessité de mettre en place des standards internationaux pour déterminer la dégradation des bioplastiques.

Cet article permet de contextualiser la controverse en apportant des définitions et en introduisant les enjeux liés à l'utilisation de bioplastiques.
Parmi ces enjeux, il est possible de citer la diminution de la pollution par les plastiques issus de la pétrochimie, l'utilisation de ressources renouvelables, mais aussi l'absence d'une législation claire et de standards internationaux pour définir les critères de biodégradabilité.
En 2015, le marché des bioplastiques augmentait d'environ 20-25 % par an. Il était estimé que la part des bioplastiques au sein du marché entier des plastiques passerait de 10-15 % à 25-30 % en 2020. En 2007 le marché des bioplastiques était de un milliard de dollars, et il était estimé qu'il serait multiplié par 10 en 2020.
Les autres articles permettront de vérifier où en sont ces prévisions actuellement.

L'article est assez court et n'effectue qu'un survol de la problématique liée aux bioplastiques.

La review s'intéresse aux questions du recyclage des bioplastiques avec un intérêt pour le risque potentiel de contamination des plastiques conventionnels, le coût de la séparation (dans le cas des mélanges), de la contamination et de la perte de rendement ainsi que l'impact sur le matériau recyclé. Deux autres points sont également centraux. Le premier est le problème du développement des technologies efficaces. Le second est de permettre des systèmes de récupération économiques sans compromission des systèmes de recyclage existant. Cette review synthétise l'état des connaissances sur la fabrication et le recyclage des plastiques biosourcés en lien avec ces questions.

Les produits biosourcés sont de plus en plus populaires. La production de bioplastiques devrait passer de 700 000t en 2010 à 1,5Mt en 2015. "Bioplastique" signifie plastique produit d'une source biologique ; "Biodégradable" signifie dégradable rapidement par des microbes dans un environnement bio-actif approprié.

Recyclage mécanique du PLA
Pour le PLA (acide polylactique), l'analyse du cycle de vie a montré que le recyclage mécanique est le meilleur mode d'élimination pour l'environnement (voir cet article). Le PLA est biodégradable et recyclable plusieurs fois, avec des changements de ses propriétés à chaque cycle. Avec les extrusions successives, la résistance du matériau décroit. Cette dégradation progressive limite le nombre de cycles industriels à 5. Une part de matériau recyclé peut être injectée dans le PLA neuf pour limiter la production de déchets.

Recyclage mécanique d'autres biopolyesters
À part le PLA, les bioplymères purs sont peu étudiés. Les polyhydroxyalkanoates (PHA) sont biodégradables et ont de bonnes propriétés mécaniques mais peuvent être chers et parfois fragiles.
La polyhydroxybutyrate-co-valerate (PHBV) est un copolymère biosourcé (produit par des microorganismes) recyclable 5 fois et biodégradable.

Recyclage biologique et chimique des bioplastiques purs
Avec le recyclage chimique, les polymères sont dégradés en monomères, puis repolymérisés. Ce processus a un coût énergétique intermédiaire entre la refonte et la combustion. Il pourrait contourner les limites rencontrées avec le recyclage mécanique.
Le PLA se recycle par hydrolyse à haute température. Les PHA peuvent être recyclés par dégradation thermique et par transformation enzymatique. Des procédés sont à l'étude pour les esters de cellulose.
Avec le recyclage biologique, avec stockage du carbone sur longue période par la biomasse, les polymères sont dégradés en monomères par des organismes (tels que le fungus Rhizopus oryzae pour le Mater-Bi^[1]).

Recyclage mécanique de mélanges contenant des bioplastiques
Les bioplastiques hybrides sont considérés plus durables que les polymères purs car ils substituent une part de matériau pétrochimique par un ou des matériaux biosourcés et contournent les limites des matériaux purs.

Recyclage de biocomposés
Les biocomposés sont des matériaux composites dans lesquels au moins un consituant est dérivé de ressources naturelles.

Limites, défis et opportunités
Le recyclage des plastiques nécessite l'adaptation des infrastructures de gestion des déchets. Aucun plastique biosourcé commercialisé ou en développement n'est entièrement durable (impacts sanitaires et environnementaux non négligeables).
Le recyclage mécanique présente un certain nombre de limitations techniques et n'est pas toujours la meilleure option, selon les matériaux considérés ou l'environnement industriel. Les méthodes alternatives sont utilisées là où le recyclage mécanique réduit la viabilité économique. Cependant le recyclage chimique est également coûteux et n'est pas applicable à tous les polymères. Le recyclage mécanique reste la méthode de recyclage viable privilégiée.

Cette review présente les différentes possibilités pour le recyclage de plusieurs bioplastiques, purs ou mélangés à d'autres plastiques. Les comparaisons permettent de mettre en relief les avantages et inconvénients de chaque méthode par rapport aux propriétés des plastiques, au coût énergétique et éventuellement au coût environnemental.
Cependant l'accent est davantage mis sur les possibilités économiques et enjeux commerciaux et industriels que sur les conséquences écologiques de ces matériaux.

Depuis les années 70, les sacs plastiques en polyéthylène issus de l'industrie pétrochimique se sont répandus dans notre quotidien. Après leur utilisation, ils sont soit collectés et enfouis, soit perdus et se retrouvent dans les écosystèmes marins. Des solutions ont été proposées pour limiter leur impact telles que : réduire leur utilisation, les réutiliser, les recycler, ou utiliser des sacs à base de bio-polymères comme l'amidon. Des mesures législatives ont aussi été mises en place, comme depuis le 1^er janvier 2011 en Italie, où ils sont interdits. Les sacs en bioplastiques sont donc de plus en plus répandus, néanmoins leur devenir et leur vitesse de dégradation dans les écosystèmes naturels doivent être évalués. En effet, cette étude se concentre sur la vitesse de dégradation des sacs plastiques en Matter-Bi à base d'amidon dans 4 écosystèmes (2 terrestres et 2 aquatiques). Le deuxième point abordé est l'évaluation d'une nouvelle approche pour le recyclage de ces sacs.

1- Évaluation de la déterioration
Des pièces de 15x15 cm de sacs sont stérilisées par UV et disposées dans 4 écosystèmes :

• compost
• sol agricole
• eau douce (marais)
• eau de mer (mer Adriatique). Les expériences sont à la fois menées en laboratoire et in situ pour les trois derniers pendant 3 mois. Tous les mois, 3 films sont récupérés pour mesurer leur détérioration (surface d'érosion, résistance au déchirement, élongation) et 3 autres sont utilisés pour estimer le nombre de bactéries et de champignons adhérant à la surface ainsi que la diversité bactérienne.

2- Recyclage
Les sacs sont réduits en poudre, puis inoculés de spores de Rhizopus oryzae. Après 6 jours, les auteurs mesurent la production d'acide lactique sur 3 réplicats et un témoin à base de farine de maïs.

1- La détérioration la plus rapide a été mesurée dans le compost puis dans le sol en conditions contrôlées, où les films ont perdu respectivement 43% et 37% de leur masse initiale avec une diminution de leur propriétés mécaniques. Alors que, in situ dans le sol agricole la dégradation est plus lente. Dans l'eau douce en laboratoire et in situ et dans l'eau de mer en laboratoire la dégradation au bout de 3 mois est de 1,5% . En revanche, in situ grâce aux courants et au soleil la dégradation est plus rapide.
Il y a une corrélation entre la quantité de microorganismes capables de dégrader le bioplastique et la détérioration, qui est principalement induite par les champignons filamenteux, ce qui explique la faible dégradation dans l'eau. De plus le bioplastique affecte la taille de la population des organismes détériorant la matière et la composition de la communauté.

2- Ils ont pu mesurer une production d'acide lactique de 38 mg.g^-1 de bio-plastique

Avec l'augmentation de la production de sacs en bioplastique, ils seront de plus en plus retrouvés dans les écosystèmes naturels. Cette étude montre premièrement, que les expériences en laboratoire surestiment la vitesse de dégradation de ces sacs. Or les organismes de certification utilisent les valeurs mesurées en laboratoire, ce qui pose question sur les méthodes utilisées pour évaluer la détérioration des bioplastiques dans les écosystèmes naturels.

Le deuxième point est que les sacs en bioplastique ont une vitesse de dégradation beaucoup plus lente dans les écosystèmes aquatiques, alors qu'une grande partie des sacs perdus se retrouvent dans ces écosystèmes. Les sacs à base d'amidon ne semblent pas être une bonne solution.

Finalement, la production d'acide lactique par R. oryzae, permettrait de recycler ces sacs en autres produits en bio-plastique (e.g. ceux en poly(acide lactique) (PLA)).

La diminution des ressources fossiles et les émissions de gaz à effet de serre (GES) qui leur sont attribuées incitent à trouver des solutions de substitution pour la production d'énergie et la chimie. Ces solutions sont basées sur des matériaux bio-sourcés, tels que l'amidon, la cellulose, le bois et le sucre pour la production de plastique. Ces matériaux, dérivés de productions organiques, devraient être vertueux en termes de GES en ce qu'ils captent du CO₂ de l'atmosphère. L'article analysé ici s'attache à vérifier cette hypothèse en procédant à l'analyse du cycle de vie de deux bioplastiques : le Mater-BI et le poly(lactique acide) (PLA), dérivés de l'amidon. Les économies d'énergie et de GES dus à ces plastiques sont évalués en comparant les modes d'élimination par compostage, incinération, recyclage mécanique et digestion anaérobie.

L'analyse du cycle de vie consiste à évaluer l'impact d'un produit à toutes les étapes pertinentes de son existence, de la production des matières premières au traitement des déchets (ou recyclage), en passant par le transport, etc. Les biens considérés sont des plastiques en PLA et Mater-Bi utilisés pour des emballages alimentaires.
Aux différentes étapes considérées, les besoins en énergie et les coûts en matières premières sont évalués à partir de bases de données recensant les informations disponibles pour différents matériaux et procédés de fabrication et d'études antérieures.
Pour l'élimination différente hypothèses simplificatrices sont posées pour rendre l'évaluation faisable et les différents modes d'élimination sont modélisés sur cette base.

La production de bioplastique en substitution aux plastiques pétrochimiques peut mener à des économies de GES et d'énergie. En effet, le remplacement du PET par le PLA conduit à la diminution de 60% des GES et une réduction d'environ 40% de la demande primaire en énergie. L'impact environnemental du PLA est moindre que celui du Matter-Bi puisque dernier n'est composé que de 33% d'amidon et de 67% de polymères d'origine fossile.
En matière d'élimination, le recyclage mécanique est la meilleure solution quant aux émissions de GES et à l'impact environnemental.
Ces résultats pointent la nécessité de tenir compte de l'ensemble du cycle de vie du produit. Bien que l'impact environnemental soit plus faible lors de la production des bioplastiques, il ne faut pas négliger l'impact de leur élimination s'ils ne sont pas gérés correctement.

L'exposé de la méthode semble relativement superficiel. Il pourrait sembler clair pour des spécialistes de l'analyse du cycle de vie, cependant la compréhension n'est pas évidente pour des néophytes.
Une note finale reconnaît l'existence d'incertitudes liées aux données et à la méthode d'analyse.

Cet article évalue l'impact environnemental de deux bioplastiques, par comparaison avec deux plastiques issus de l'industrie pétrochimique. Le remplacement des plastiques conventionnels par des bioplastiques permettrait de diminuer l'émission de GES et de limiter la consommation d'énergie.
L'auteur argumente en faveur du recyclage des bioplastiques, devant les autres modes d'élimination. Ce mode de recyclage permet une diminution de la consommation d'énergie et de l'utilisation de ressources renouvelables, en associant la production et le recyclage. Il souligne l'importance de bien gérer leur recyclage afin de conserver l'effet positif de leur utilisation.

Le résultat de l'analyse des cycles de vie semble dépendre du choix des auteurs : des hypothèses simplifiant le problème (nécessaire pour des questions de faisabilité), limites données pour ce qui doit être pris en compte ou non comme facteurs entrant dans la production, la distribution, etc. du produit. Certains choix semblent arbitraires et mériteraient d'être étayés.