Le PLA ? C’est quoi ?

Acide polylactique pour les connaisseurs

Granulés de PLA ©SkotchProd

L’abréviation PLA vient du mot anglais Polylactic Acid, que l’on traduit en français par « Acide Polylactique ».

C’est le chimiste Théophile-Jules Pelouze qui a synthétisé ce polymère pour la première fois en 1845. Un procédé de synthèse industrielle a ensuite été breveté en 1954 par la société chimique DuPont. Retrouvez ici l’histoire du plastique en 15 dates clé. Dans les années 1960 et 1970, ce polymère a été développé pour des applications biomédicales en raison de sa capacité à se dégrader en conditions physiologiques. En raison de son caractère non toxique et de sa biocompatibilité avec l’Homme, les fils de suture biorésorbables sont alors souvent fabriqués en PLA, tout comme les implants à libération continue de médicaments.

C’est dans les années 1990 que le PLA s’ouvre à de nouveaux usages. La société Cargill parvient à synthétiser à l’échelle industrielle, par le procédé ROP (polymérisation par ouverture de cycle), un PLA de haut poids moléculaire : le PLLA, commercialisé sous forme de granulés. Ses propriétés mécaniques et sa biodégradabilité lui permettent alors de remplacer les polymères non biodégradables tels que le PET et le polystyrène.

Depuis, la recherche a obtenu de nombreux résultats permettant de concevoir des formulations adaptées à des applications spécifiques ainsi que des produits en PLA de plus en plus fins.

Le PLA : un bioplastique biosourcé…et biodégradable !

Le PLA est un bioplastique qui a le mérite d’être à la fois biosourcé ET biodégradable. En effet, les plastiques d’origine biologique sont souvent soit l’un, soit l’autre, mais rarement les deux simultanément.

Le PLA est classé parmi les plastiques 100% biosourcés, étant issu de ressources renouvelables telles que le maïs ou la canne à sucre. La fermentation d’amidon ou de sucre, extraits de ces mêmes ressources renouvelables, conduit à la production d’acide lactique. Ce dernier est ensuite transformé en un monomère : le lactide. C’est la polymérisation de celui-ci qui permet la fabrication du PLA.

Le PLA est également biodégradable grâce à sa compostabilité. Cependant, son compostage était jusque-là limité en raison des températures élevées et constantes requises, restreignant ainsi son utilisation aux installations industrielles. De plus, l’importante durée de sa désintégration lui permettait jusque-là uniquement de servir à la fabrication de films assez fins, avec une quantité limitée de PLA (et donc de biosourcé). Cette problématique est entièrement résolue grâce à l’ajout de CARBIOS Active®, la première enzyme encapsulée, qui permet aux plastiques à forte teneur en PLA d’obtenir la certification OK compost HOME de l’organisme Tüv Austria. En facilitant et en accélérant l’assimilation du PLA par les micro-organismes du compost, cette technologie permet désormais aux emballages et produits plastiques, même rigides, de rejoindre les épluchures et autres biodéchets dans les processus de collecte.

Un champ d’application florissant !

Avec CARBIOS Active®, les résines de PLA continuent d’être fabriquées sans ajustements majeurs des outils existants de l’industrie de la plasturgie : un avantage notable qui favorise l’adoption du PLA à travers toute la filière.

Le PLA se distingue des autres résines compostables et biosourcées actuellement disponibles sur le marché par sa transparence et sa rigidité à température ambiante.

Ce polyester se caractérise par une clarté et une brillance qui se rapprochent de celles du verre, une excellente « imprimabilité », une résistance aux graisses ainsi qu’à de nombreux composés organiques et solvants. De plus, il présente des propriétés barrière intermédiaires similaires à celles du polystyrène. Le PLA peut donc être une alternative viable aux produits dérivés de ressources fossiles dans de nombreuses applications.

Cependant, ses applications tendent à se diversifier dans d’autres domaines tels que :

• la maison (revêtements de sols et de murs, rideaux, protections, textiles, sacs poubelle, sacs d’aspirateur, jouets, électroménager, lingettes, couches),
• l’électronique (protection de smartphones, ordinateurs),
• l’hygiène (lingettes, couches), l’agriculture (pots, films, ficelle, clips),
• l’automobile (tableaux de bord, habillages)
• l’industrie (polybag, blister, bulles de calage).

En peu de temps, le PLA est également devenu le filament le plus utilisé pour l’impression 3D, en raison de son caractère biodégradable qui s’aligne parfaitement avec la tendance de l’impression tridimensionnelle (production du strict nécessaire, à la demande, relocalisée). De plus, les filaments destinés à l’impression 3D sont généralement composés de ce plastique en raison de ses propriétés thermiques et mécaniques très adaptées.

L’avenir serait donc au PLA

Tiré par une forte demande, le marché des bioplastiques est en nette progression : les capacités mondiales de production de bioplastiques devraient passer d’environ 2,2 Mt en 2022 à environ 6,3 Mt en 2027 (European Bioplastics nova-institute, 2022). Et bonne nouvelle, cette croissance n’entrera pas en compétition avec l’alimentation humaine ou animale. À 100 % biosourcé et biodégradable, le PLA est l’un des premiers polymères renouvelables capable de rivaliser avec les polymères classiques en termes de performance et d’impact environnemental. C’est pour cette raison que sa production ne cesse désormais plus de croître depuis 2001.

Actuellement, la réglementation concernant les plastiques biodégradables est très favorable en Asie et en Amérique du Nord. En effet, une dynamique importante est observée aux États-Unis, avec de plus en plus d’États prenant des mesures en faveur du développement des bioplastiques. D’autre part, de grandes marques s’intéressent de plus en plus à cette nouvelle technologie et rejoignent des consortiums.

Le contexte est plus complexe en Europe avec des disparités entre les pays. Par exemple, la France rencontre des freins importants, tandis que le contexte est très favorable en Italie, où la pratique du compostage industriel est bien établie. Toutefois, la PPWR (Packaging and Packaging Waste Regulation) liste les sacs plastiques pour fruits et légumes, les sachets de thé et les capsules de café comme des emballages compostables et donc collectables avec les biodéchets. Cette évolution positive montre que la filière s’organise en Europe.

L’Italie est à ce jour un exemple sur lequel s’appuyer. En France, il existe actuellement 750 plateformes de compostage en activité.

Une solution efficace pour lutter contre la pollution des plastiques utiles

Diapositives de laboratoire de PLA enzymé dans le compost ©SkotchProd

Le plastique est un matériau largement utilisé dans l’industrie. En effet, il joue un rôle essentiel en répondant aux exigences d’hygiène, assurant une protection contre la contamination et évitant ainsi le gaspillage de grandes quantités de denrées alimentaires. En prévenant la prolifération des bactéries, les emballages plastiques contribuent à prolonger la durée de vie des aliments.

Par ailleurs, en tant que produit économique et léger, l’emballage plastique facilite le transport des marchandises, avec des consommations d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre moins importantes que celles associées aux emballages en verre ou en aluminium.

C’est pour ces raisons que la production mondiale de plastique ne cesse de croître d’année en année. Il devient donc crucial de penser aux solutions de demain qui permettront de donner une fin de vie respectueuse de l’environnement à ces produits.

Parmi ces solutions, le recyclage doit être priorisé. Cependant, les plastiques souillés, trop fins, etc., ne peuvent pas toujours suivre cette voie. La biodégradation apparaît donc comme une solution concrète, complémentaire au recyclage.