Recyclage valorisant des plastiques pour la fabrication d’emballages alimentaires biodégradables
Les emballages plastiques représentent jusqu’à 60 % des déchets plastiques en Europe. Le polyéthylène (PE) et le poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) sont les principaux plastiques utilisés pour l’emballage des aliments et des boissons. Actuellement, ces matières sont mises en décharges ou incinérées. Des moyens de réutiliser et de recycler ces matériaux sont indispensables. Toutefois, toutes les stratégies de recyclage ne sont pas appropriées. Le recyclage mécanique dégrade les propriétés des matériaux, et le recyclage chimique repose sur de hautes températures et les temps de réaction sont longs. Le projet upPE-T(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, entendait recycler le PE et le PET par des voies biologiques, afin de produire des matériaux bioplastiques adaptés à l’emballage des aliments et des boissons.
Des critères pour les plastiques d’emballage alimentaire
Les plastiques utilisés pour emballer les aliments et les boissons doivent répondre à des normes très strictes de santé et d’hygiène. Des emballages rigides et souples sont nécessaires, et le PE et le PET représentent ensemble plus de 50 % des plastiques utilisés dans ce secteur. Le projet entendait produire des biopolymères biodégradables adaptés à l’emballage des aliments et des boissons. La durée de conservation de ces matériaux est relativement courte par rapport à d’autres applications plastiques en raison de leurs faibles capacités de barrière aux gaz. Les produits générés comprennent des composés conçus sur mesure qui peuvent être traités à l’aide d’une diverses techniques telles que l’extrusion moulée, le moulage par injection, le thermoformage et l’extrusion soufflée. La production de Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (PHBV)), un plastique biodégradable aux nombreuses applications, présentait un intérêt particulier pour upPE-T.
Les nombreuses applications du PHBV
Le PHBV a été synthétisé pour la première fois en 1983. Sans danger pour la consommation, il est utilisé dans des emballages spéciaux tels que les capsules de médicaments et les appareils orthopédiques. «Ce qui rend le PHBV intéressant par rapport aux autres plastiques biodégradables, c’est son origine renouvelable et sa haute biodégradabilité, même dans des environnements à faible charge microbienne tels que l’eau douce, l’eau de mer ou le sol», explique Fuensanta Monzó Sánchez, coordinatrice du projet. Le PHBV pourrait être largement utilisé dans les secteurs de la médecine, de l’agriculture et de l’emballage alimentaire. Les travaux de bioconversion d’upPE-T font progresser les efforts visant à rendre la production de PHBV financièrement compétitive.
Bioconversion par dégradation enzymatique
La bioconversion est le processus par lequel des organismes vivants transforment une substance en une autre. Le projet entendait démontrer la faisabilité de la dégradation enzymatique pour produire du PHBV à partir de déchets de PE et de PET. Le PE et le PET sont tous deux sensibles à la dégradation enzymatique, mais ils impliquent des prétraitements pour faciliter les réactions d’oxydation entraînées par les enzymes. La dégradation enzymatique du PET est plus simple que la transformation du PE, mais les recherches du projet ont été couronnées de succès dans les deux cas. «Les recherches d’upPE-T sur la dégradation enzymatique des plastiques ont abouti à deux découvertes marquantes: une nouvelle enzyme développée par Enzymicals(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) capable de complètement décomposer le PET en ses monomères d’acide téréphtalique et d’éthylène glycol, même à des températures élevées. L’université de Greifswald(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) a également développé une nouvelle stratégie, basée sur l’utilisation d’un cocktail d’enzymes pour la dégradation du PE», explique Fuensanta Monzó Sánchez. L’ambitieux objectif de l’Europe de bâtir un avenir vert et à faible émission de carbone exige un recyclage performant des plastiques. En concentrant ses efforts sur la bioconversion de plastiques à base de pétrole couramment utilisés, upPE-T contribue à des solutions viables qui transformeront le secteur de l’emballage alimentaire. Avec le développement des technologies de dégradation enzymatique pour le recyclage valorisant des plastiques et des voies biologiques pour la fabrication de bioplastiques, l’objectif de 60 % de plastiques d’emballage alimentaire provenant de sources renouvelables est à portée de main.
