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12 mars 2020

Bioplastiques : état des lieux de la production mondiale

Selon le nova-Institute, la production mondiale de bioplastiques a atteint environ 2.11 millions de tonnes en 2018. Elle représente donc seulement 1% des volumes de polymères produits annuellement dans le monde. Les services Matériautech et Intelligence économique vous proposent de faire le point sur ces matériaux

Définition du bioplastique

Le terme biosourcé signifie que le matériau plastique est produit en partie ou en totalité à partir de matières premières renouvelables telles que le blé, le maïs, l’huile de ricin ou la canne à sucre.

Un plastique biodégradable, pour sa part, signifie que le matériau, en présence de micro-organismes, peut sous certaines conditions, se dégrader (humidité, température, aération contrôlée), et qu’il doit respecter la norme européenne EN 13432:2000 attestant une biodégradation de 90 % en six mois maximum.  La biodégradation des plastiques dépend de :

  • L’environnement de dégradation (température, humidité, écosystème, …)
  • Structure of the polymère (fonctions polymères, cristallinité, hydrophobicité, …)
  • Caractéristiques du produit (épaisseur, dimensions, état de surface …)

Le compostage, quant à lui, signifie la dégradation du plastique dans une installation de compostage industrielle.

Contrairement aux bioplastiques, les matières dites oxodégradables sont élaborés à partir de plastiques traditionnels avec des additifs spéciaux qui se décomposent en fragments et laissent de petites particules dans l’environnement.

Sacs plastiques oxodégradables et biodégradables

Les différents types de bioplastiques

Il existe donc trois groupes de bioplastiques :

  • Les plastiques biosourcés non biodégradables, tels que les plastiques traditionnels : bio-PE, PA, TPU, TPE. De nouvelles matières sont en développement tel que les Bio PP et le PEF.
  • Les plastiques biosourcés et biodégradables, qui sont des polymères à structure innovante : PLA, PHA, PBS, compounds base amidon) ;
  • Et les plastiques issus de ressources fossiles et biodégradables : PBAT, PCL).

Les différences entre bioplastiques et polymères issus de la pétrochimie

Qu'est ce que les biocomposites ?

Un matériau est dit biocomposite lorsque sa matrice ou son renfort, ou bien les deux, sont issus de ressources renouvelables. Un premier exemple est l’ajout de charges naturelles telles que le lin, le chanvre, le miscanthus.

Un autre exemple est l’utilisation de fibres traditionnelles telles que les fibres de verre pour renforcer les performances des polymères biosourcés.

Pyramide des coûts et perfomances

Analyse SWOT des biopolymères (Forces, Faiblesses, Opportunités, Menaces)

Biopolymères biodégradables (PLA, PHA, PBS, amidon)

 

Forces Faiblesses
  • Utilisation de ressources renouvelables
  • Biodégradabilité
  • Économies d’énergie
  • Faibles émissions de gaz à effet de serre
  • Coût relativement faible de matières premières
  • Faibles propriétés mécaniques et thermiques en comparaison avec les plastiques traditionnels
  • Biodégradabilité : non adapté pour des applications durables
  • Impossibilité de substituer tous les matériaux traditionnels par des bioplastiques
  • 3 R (recyclage, récupération, réutilisation) non applicable : matières non compatibles pour le recyclage
  • Pas de système de collecte pour ce type de matériaux
Opportunités Menaces
  • Épuisement des ressources de pétrole et augmentation des coûts des matières premières
  • Biodégradabilité : intéressant pour certaines applications (packaging, médical, agriculture)
  • Possibilité d’utiliser les technologies de transformation conventionnelles sans investissement supplémentaire
  • Réduction des déchets mis en décharge grâce au compostage
  • Revalorisation en biomasse
  • Risque de contamination de la chaîne du recyclage, dépenses excessives pour la récupération
  • Faible rapport performance-prix
  • Économie d’échelle non favorable : investissement R&D très élevé pour une production faible
  • Concurrence directe avec les cultures vivrières

 

Biopolymères non biodégradables (Bio-PE, PA, PET, …)

Forces Faiblesses
  • Mêmes propriétés techniques que les polymères fossiles correspondants
  • Application pour des biens durables
  • Les 3 R (Recyclage, récupération, réutilisation) sont applicables comme pour les polymères fossiles
  • Possibilité d’utiliser les process de transformation conventionnels sans investissement
  • Non biodégradable malgré l’utilisation de ressources renouvelables
  •  Coût plus élevé pour la production du monomère par rapport au monomère fossile
  •  Pas de compostage possible
Opportunités Menaces
  • Meilleure efficacité écologique que pour les polymères fossiles
  •  À cause de l’épuisement des ressources fossiles et de l’augmentation des couts, fort potentiel de ce type de biopolymères
  • Concurrence directe avec les cultures vivrières, impact sur la biodiversité (déforestation forêts primaires)

Pensez à la Matériautech pour optimiser le choix de vos matériaux

Le service Matériautech d'Allizé-Plasturgie accompagne les industriels ayant une problématique liée au développement de nouveaux produits plastiques ou à l’innovation en s’appuyant sur un réseau d’experts et d’entreprises de la filière plasturgie au niveau international.

Ses collaborateurs sont sensibilités aux problématiques liées à l'utilisation de polymères biosourcés et sauront vous apporter de précieux conseils si vous souhaitez les adopter.

Un marché en pleine croissance

Cette étude, commandée par l’organisation European Bioplastics, révèle également que la demande croissance pour ces matériaux, ainsi que le développement et la mise sur le marché de solutions plus sophistiquées, vont encourager des investissements en vue d’augmenter les capacités de production. Le monde devrait donc produire 2.62 millions de tonnes par an dès 2023.

Sur les 2.11 millions de tonnes produites en 2018, seuls 43.2% de ces bioplastiques sont biodégradables. Ces derniers comprennent notamment les PLA, les PHA, les PBS, les PBAT ou encore les polymères dérivés de mélanges d’amidon. Les 56.8% restant ne sont donc pas biodégradables et englobent, entre autres, les PE, les PET, les PA et les PTT.

Les bio-PET se taillent la plus grosse part du gâteau, en s’accaparant à eux seuls près de 26% des capacités de production mondiales de bioplastiques. Les dérivés de mélanges d’amidon représentent quant à eux 18.2% des volumes globaux, contre 11.6% pour les PA et 103% pour les PLA. Les PE se classent en 5ème position avec 9.5% des capacités. La répartition des volumes de production à l’échelle mondiale devrait toutefois évoluer au cours des prochaines années, avec le démarrage de sites où seront fabriqués des bio-PP ou du PEF biosourcé.

La croissance du marché sera avant tout tirée par les bioplastiques biodégradables, notamment les PLA et les PHA. Les capacités mondiales de production du premier devraient en effet doubler d’ici 2023, et celles du second quadrupler.

La production de bioplastiques est en revanche répartie inéquitablement entre les différentes régions du monde. L’Asie se place en tête de file, avec 55% des volumes mondiaux (1.1 million de tonnes), suivie par l’Europe qui en cumule 19% (400 kilotonnes). L’Amérique du Nord clôture le podium avec quelques 16% (330 kilotonnes), devant l’Amérique du Sud qui en produit 9% (190 kilotonnes) chaque année. L’Australie se place bonne dernière avec 1% (21 kilotonnes).

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