Pour protéger l’environnement, en particulier les océans, de nombreux produits en plastique à usage unique sont interdits dans l’UE. En revanche, les produits à usage unique fabriqués à partir de polymères naturels non modifiés sont autorisés. C’est dans cette optique que des chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour la recherche sur le bois, le Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, se sont associés à des partenaires pour mettre au point de la vaisselle compostable à usage unique à partir de résidus agricoles locaux issus de la production de sucre.
Depuis le 3 juillet 2021, de nombreux produits en plastique à usage unique sont interdits dans l’UE, ce qui signifie qu’ils ne peuvent plus être fabriqués ni commercialisés. Cependant, les solutions réutilisables plus respectueuses de l’environnement ne constituent pas une alternative viable dans tous les domaines d’application. Il existe un manque de solutions pour les articles à usage unique fonctionnels et respectueux de l’environnement destinés aux salons professionnels, aux festivals et à d’autres événements, par exemple.
Selon la directive européenne sur les plastiques à usage unique (SUPD), les seuls produits à usage unique autorisés depuis 2021 sont ceux fabriqués à partir de polymères non modifiés présents naturellement dans l’environnement. Afin de proposer une alternative durable, les chercheurs du Fraunhofer WKI collaborent avec l’Institut de biotechnologie de l’université RWTH d’Aix-la-Chapelle et la société Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG dans le cadre du projet EBRA (voir ci-dessous) pour développer des composés et des films polymères à base de résidus végétaux issus de la production alimentaire disponibles dans la région, qui peuvent être transformés en articles tels que des assiettes et des couverts.
Renforcer les marchés régionaux
« Les flux de déchets agricoles tels que la pulpe de betterave sucrière, combinés à des polymères naturels comme l’amidon de maïs et la pectine de betterave, peuvent être utilisés comme matières premières pour la fabrication de vaisselle et d’ustensiles compostables », indique Arne Schirp, chercheur au Fraunhofer WKI à Braunschweig. La pulpe de betterave est particulièrement adaptée à une utilisation ultérieure, car les fabricants de sucre allemands en produisent déjà plusieurs millions de tonnes lors de la récolte des betteraves. La pulpe pourrait être transformée en composés directement sur place, ce qui permettrait de réduire les distances de transport, de diminuer les émissions de CO2 et de renforcer les marchés régionaux.
De l’eau et de la glycérine sont ajoutées au mélange de pulpe de betterave, d’amidon et de pectine en tant que plastifiants. Les partenaires du projet ont été chargés de réaliser une évaluation écotoxicologique, dans laquelle ils ont démontré que le substrat ainsi produit peut être utilisé sans danger en contact avec les aliments.
Des films polymères mécaniquement stables et résistants à l’eau grâce à des revêtements biosourcés
Les matériaux doivent répondre à différents critères. Tout d’abord, ils doivent être à la fois biodégradables et adaptés au compostage domestique, ce qui signifie qu’ils peuvent être jetés dans un bac à compost domestique ou dans les poubelles vertes municipales. Lors de tests réalisés à titre indicatif, les chercheurs ont prouvé que les matériaux se décomposaient plus rapidement que les assiettes en papier conventionnelles sur une période de 12 semaines. Ils présentent également une plus grande stabilité que le matériau de référence. Une autre exigence est qu’il doit être possible d’utiliser les équipements existants pour produire les composés et les films et les façonner en vaisselle à usage unique. Les matériaux doivent également être mécaniquement stables et résistants à l’eau pour pouvoir entrer en contact avec des aliments gras tels que les saucisses et autres plats huileux. Les chercheurs visent à atteindre cet objectif grâce à des revêtements biosourcés développés par l’université RWTH d’Aix-la-Chapelle.
« Le mélange de pulpe de betterave moulue, de fécule de maïs et d’additifs est d’abord produit dans un mélangeur, puis transformé en granulés. Les granulés sont pressés en un film qui est ensuite enduit et, dans une dernière étape, façonné en assiettes », explique M. Schirp pour décrire le processus de production. Comme les polymères utilisés à cette fin ont un point de fusion bas ou n’ont pas de point de fusion du tout, la production de nouveaux matériaux à partir de ceux-ci nécessite peu d’énergie. Les résidus agricoles peuvent ainsi être recyclés dans une optique de durabilité.
Des assiettes ont déjà été produites à des fins de démonstration. Les matériaux destinés à la fabrication d’ustensiles à usage unique, qui seront moulés par injection, sont actuellement en cours de préparation. La prochaine étape pour les partenaires du projet consiste à passer à une production à l’échelle industrielle et à commercialiser les produits.
Le projet EBRA Développement de produits jetables avec des revêtements biosourcés à partir de flux de résidus agricoles régionaux provenant de l’industrie alimentaire Durée :
Janvier 2022 à juillet 2025 Projet financé par : Le Ministère fédéral allemand de l’éducation et de la recherche (BMBF), Bio4MatPro/ Centre de compétence pour la transformation biologique de la science des matériaux et de l’ingénierie de production Partenaires du projet :
- Fraunhofer WKI
- Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG
- RWTH Aachen, Institut de biotechnologie
Source : Institut Fraunhofer
