Les systèmes alimentaires actuels génèrent d’importants gaspillages, avec jusqu’à 40% de la nourriture produite finissant dans les décharges aux États-Unis. Des chercheurs de Virginia Tech développent une solution innovante pour valoriser ces déchets alimentaires en les transformant en bioplastiques biodégradables.
Le projet pilote mené par l’équipe du professeur Zhiwu «Drew» Wang au sein du Collège d’Agriculture et des Sciences de la Vie de Virginia Tech vise à développer un système de biotraitement modulaire capable de produire des bioplastiques biodégradables à partir de déchets alimentaires. Cette approche novatrice pourrait apporter une réponse concrète à plusieurs enjeux environnementaux majeurs.
Selon le professeur Wang, «La création de bioplastiques biodégradables et économiquement viables permettrait de réduire la pollution plastique terrestre et marine, tout en s’attaquant à des problématiques importantes comme les émissions de gaz à effet de serre et les pertes économiques liées au gaspillage alimentaire.»
Le procédé mis au point par les chercheurs repose sur l’utilisation de micro-organismes pour convertir les déchets alimentaires en graisses, lesquelles sont ensuite transformées en bioplastiques. Ce processus s’apparente à la fermentation utilisée dans les microbrasseries et garantit que les bioplastiques produits seront facilement compostables.
Un impact potentiel sur la pollution marine
La pollution plastique des océans constitue un défi environnemental majeur. D’après le Fonds Mondial pour la Nature, près de 88% des espèces marines sont affectées par les microplastiques. Les bioplastiques développés à Virginia Tech présentent l’avantage de se biodégrader rapidement en milieu marin, ce qui pourrait considérablement réduire l’impact de la pollution sur la vie marine à l’échelle mondiale.
Le projet vise à démontrer la faisabilité et l’évolutivité de ce système de biotraitement, tant au niveau national qu’international. Le professeur Wang souligne : «En créant des plastiques écologiquement durables, nous espérons bénéficier aux individus, aux entreprises, aux systèmes de gestion des déchets et aux communautés du monde entier.»
Une collaboration interdisciplinaire
L’équipe de recherche, composée d’experts de Virginia Tech et d’étudiants de premier et deuxième cycles, travaille en étroite collaboration. Le Dr Haibo Huang du Département des Sciences et Technologies Alimentaires et le Dr Young Kim du Département des Biomatériaux Durables apportent leur expertise respective.
Le Dr Kim explique : «L’utilisation de bioplastiques représente une option viable pour résoudre le problème croissant de la pollution plastique. Notre approche vise à améliorer la durabilité en utilisant des matériaux biodégradables.»
Les chercheurs se concentrent sur la purification des polyhydroxyalcanoates (PHA) et la création de produits bioplastiques à haute valeur ajoutée, notamment des emballages compostables à domicile, de plus en plus prisés par les consommateurs.
L’implication des étudiants dans la recherche
Le projet intègre activement des étudiants chercheurs qui souhaitent contribuer au développement d’emballages plus durables. Chen Shin, étudiant en dernière année de conception d’emballages et de systèmes, précise : «Notre premier objectif est de créer un film monocouche et d’évaluer son potentiel d’utilisation comme produit réel. Si ses propriétés de barrière à l’oxygène et à la vapeur d’eau sont satisfaisantes, nous pourrons passer à l’étape suivante.»
L’équipe vise à remplacer les produits en papier traditionnellement revêtus de polyéthylène ou d’acide polylactique, qui ne sont pas entièrement dégradables, par des PHA. Ces derniers présentent l’avantage d’être totalement biodégradables dans la nature, même dans un environnement de jardin.
Pour Chloe Taylor, étudiante en dernière année de biomatériaux durables, participer à ce projet a été un moment fort de son parcours universitaire.
Elle déclare : «Cela m’a inspirée à poursuivre des études supérieures, car les plastiques traditionnels ne sont pas durables. Notre objectif est de créer des bioplastiques qui constituent des alternatives viables et puissent être utilisés dans les produits du quotidien sans nuire à l’environnement.»
Légende illustration : Fujunzhu Zhao, étudiante en doctorat, travaille dans le laboratoire de Zhiwu « Drew » Wang. L’équipe de Wang travaille à la conversion des déchets alimentaires en bioplastiques durables. Photo de Luke Hayes pour Virginia Tech.
