Voici un nouveau biopolymère pour remplacer le plastique issu du pétrole

Un biopolymère, habituellement produit en petite quantité par les bactéries, peut aujourd’hui être fabriqué en laboratoire. Cette méthode moins coûteuse nourrit de nombreux espoirs pour remplacer, à terme, le plastique issu du pétrole.

Une nouvelle étape vient d’être franchie dans la production de plastiques biodégradables. Les chimistes de l’université du Colorado ont synthétisé un polymère, le poly (3-hydroxybutyrate) ou P3HB. Biodégradable et renouvelable, ce matériau est produit par les bactéries lors de la fermentation du glucose ou de l’amidon. Ses propriétés font de lui un candidat très sérieux pour remplacer le plastique issu du pétrole.

Cependant, des volumes limités et des coûts de production élevés rendaient le produit inutilisable pour des applications à grande échelle. Ce biopolymère, isolé pour la première fois en 1920, sert aujourd’hui principalement au domaine biomédical (implants) où l’aspect quantitatif est moins important.

Désormais, les équipes du professeur Eugene Chen ont réussi à le synthétiser à grande échelle en laboratoire, tout en conservant ses propriétés mécaniques et thermiques initiales. Cette nouvelle méthode permet d’envisager une utilisation plus large de ce biopolymère, pour un coût bien inférieur.

Bouteilles plasriques

Les polymères sont une classe de matériaux composés de longues chaînes, où les motifs se répètent les uns à la suite des autres. Depuis plus de 50 ans, fabriquer du P3HB avec les mêmes caractéristiques que le produit naturel représentait un défi auquel de nombreux laboratoires s’étaient confrontés. Néanmoins, la longueur des chaînes ou la régularité des P3HB synthétiques étaient insuffisantes pour prétendre remplacer le P3HB issu des bactéries.

Les chercheurs américains ont démarré leur fabrication avec un composé appelé succinate. Un dérivé de l’acide succinique est déjà auréolé d’un certain succès : le Département de L’Energie américain l’a placé en première position dans la liste des biocomposés pouvant remplacer les produits issus du pétrole. Cette nouvelle approche permet d’obtenir un P3HB avec des performances similaires à celles du P3HB bactérien.

Le polymère fabriqué par les chercheurs se compose de motifs parfaitement similaires. Il possède ainsi une régularité parfaite (supérieure à 99%), semblable au polymère naturel. Mais ce n’est pas tout. La température de fusion (175°C), la longueur des chaînes, ou encore la cristallinité… Les propriétés de ce polymère de synthèse sont totalement identiques à celles du polymère naturel aujourd’hui commercialisé. Plus rapide et rentable, cette nouvelle méthode offre un potentiel de production à grande échelle pour le plastique biodégradable.

Pour autant, biodégradable ne rime pas forcément avec écologie. Les plastiques biodégradables sont également critiqués pour leur impact environnemental. En effet, certains plastiques qualifiés de « biodégradables » se désagrègent en petits fragments, sans être totalement détruits. Les infimes morceaux de plastiques se retrouvent ensuite dispersés dans l’environnement.

Le P3HB, lui, est un polymère issu de la fermentation de l’amidon. Sa dégradation est possible par traitement thermique ou par traitement enzymatique, et les produits qui en résultent sont principalement de l’eau et du dioxyde de carbone. Le succès de cette synthèse du P3HB n’a été démontré pour l’heure qu’en laboratoire. Néanmoins, un premier brevet a déjà été déposé pour cette méthode de synthèse prometteuse.

Source : Sciences & Avenir

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, les pages Environnement/Santé et Développement durable/Energie.

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