Projet H2020 NENU2PHAR : Vers une chaîne de valeur européenne durable des matériaux à base de PHA pour les produits de grande consommation

Grâce à leurs propriétés mécaniques, thermiques et protectrices, les plastiques sont indispensables dans la fabrication en grande série de produits de consommation et d’emballages. Cependant, la plupart de ces plastiques sont produits à partir de combustibles fossiles, peuvent être difficiles à recycler et peuvent entraîner des risques environnementaux tels que la pollution par les microplastiques. Alors que plusieurs efforts sont en cours pour récupérer, réutiliser et recycler ces plastiques, une approche alternative qui gagne du terrain consiste à trouver des matériaux sources biodégradables. Le projet NENU2PHAR a démontré avec succès une chaîne de valeur qui fournit une famille de polymères appelés polyhydroxyalcanoates (PHA), en utilisant des bactéries cultivées sur des sucres produits par des microalgues.

« Bien qu'il soit largement reconnu comme un substitut viable aux plastiques dérivés des combustibles fossiles, il n'existe toujours pas de chaîne de valeur durable du PHA en Europe », explique Pablo Álvarez Díaz du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, coordinateur du projet NENU2PHAR. Financé par l'entreprise commune Bio-based Circular Europe, le projet a impliqué 17 partenaires de recherche et industriels. Carburant qui n'entre pas en concurrence avec les aliments Les PHA sont une classe de polyesters renouvelables, biodégradables et biosourcés qui sont considérés comme des membres du « groupe des polymères verts ». Ils présentent des propriétés physico-chimiques, thermiques et mécaniques intéressantes, similaires à celles du polypropylène (PP) et du polyéthylène basse densité (PEBD), qui constituent la majorité des emballages en plastique utilisés aujourd’hui. « Les PHA sont particulièrement attractifs car ils sont respectueux de l’environnement en fin de vie, car ils se dégradent dans le sol, les milieux aquatiques et dans les composts domestiques et industriels », explique Jean-François Sassi, co-coordinateur de NENU2PHAR.

Cependant, comme les bactéries ont besoin de sucre pour se développer, produire de grandes quantités de plastique de cette manière représente un sérieux défi. « Actuellement, les matières premières carbonées utilisées comme substrats de fermentation proviennent de l'amidon produit à partir de cultures telles que le blé et les pommes de terre, concurrençant ainsi les systèmes d'approvisionnement agroalimentaire traditionnels et augmentant les prix des aliments », ajoute Álvarez Díaz. NENU2PHAR a démontré que les microalgues pourraient être une source de carburant idéale pour les bactéries. La culture d’algues dans des bioréacteurs capture de grandes quantités de CO2 de l’atmosphère et le convertit en amidon nécessaire aux bactéries productrices de biopolymères affamées. « La production d'amidon blanc pur à partir de microalgues vertes a été une étape importante, car l'industrie a besoin de plastiques incolores et transparents au début du processus de production », note Sassi.

L’équipe a également développé un procédé d’extraction des PHA à partir de bactéries qui utilise des solvants plus respectueux de l’environnement que les variétés chlorées conventionnelles. Les PHA sont ensuite formulés en matières premières pour la production de bioplastiques. Il est encourageant de constater qu’il existe déjà un approvisionnement suffisant en matière première : la biomasse de microalgues est régulièrement produite par les installations européennes de traitement des eaux usées au cours des processus de traitement des eaux usées. La chaîne de valeur de NENU2PHAR pourrait transformer un flux de déchets en une source de revenus. La porte d’entrée vers une économie plus circulaire Pour démontrer la polyvalence et la pertinence des PHA, l’équipe a présenté une collection de produits bioplastiques dérivés de microalgues. Cela comprend des plateaux de fromage en tranches, des couvercles en film, des pots et des sacs pour aliments humides tels que le yaourt, des flacons à bille pour déodorants, des filaments utilisés dans l'impression 3D, des mailles médicales et des agrotextiles. « Nous avons reçu des retours très positifs lors de divers événements, et les gens disaient souvent : « Wow, vous avez vraiment réussi. » « On ne peut pas discuter de la viabilité de ces bioplastiques en tenant un de nos pots de yaourt », explique Álvarez Díaz.