Biodégradation du plastique : qu’est-ce que c’est et méthodes

Le curieux et surprenant processus de biodégradation des plastiques consiste en la minéralisation des structures organiques de ces déchets grâce à l’action de micro-organismes. Il s’agit d’un processus à court terme qui garantit l’utilisation de la dégradation de certains plastiques pour obtenir de l’énergie et des nutriments sous forme de biomasse et d’autres éléments. Ces plastiques biodégradés par des micro-organismes sont appelés plastiques biodégradables. En eux, la dégradation et la décomposition s’effectuent sous forme de matière organique et de minéraux.

Mais tous les plastiques sont-ils biodégradables par des micro-organismes ? La réponse est non, car pour être biodégradés, les plastiques doivent répondre à certaines exigences, notamment :

• Ils sont obtenus à partir de polymères naturels, présents dans la nature depuis longtemps.
• Les êtres vivants chargés de produire ces polymères naturels par réactions enzymatiques sont les mêmes qui seront plus tard en charge de la dégradation des plastiques biodégradables par les systèmes biologiques.
• Certains des plastiques biodégradables les plus abondants appartiennent au groupe des polyhydroxyalcanoates (PHA), des biopolyesters dotés d’une fonction de réserve de carbone et d’énergie synthétisés par des micro-organismes.
• Lorsqu’ils sont extraits des cellules dans lesquelles ils sont synthétisés, les PHA ont des propriétés physiques qui ressemblent à celles des plastiques classiques dérivés du pétrole.
• Les produits de biodégradation de ces plastiques sont de l’eau et du dioxyde de carbone (du méthane est produit dans certaines conditions), sans générer aucun type de déchet non naturel.

Les principaux groupes d’organismes ayant la capacité de créer puis de dégrader ces PHA appartiennent à différentes familles de bactéries et de champignons. Nous verrons ci-dessous plus en détail en quoi consistent les méthodes de biodégradation du plastique les plus courantes, ainsi que l’importance et l’utilité de cette biodégradation.

Apprenez-en davantage sur la biodégradabilité dans cet autre article d’Evidence Network sur la biodégradabilité : exemples de produits biodégradables.

Lorsqu’on analyse les différentes méthodes qui permettent au plastique de se dégrader naturellement, il est nécessaire de différencier les catégories de biodégradation primaire et de biodégradation secondaire :

• Biodégradation primaire : des altérations structurelles se produisent dans les molécules originales du matériau plastique, qui perdent leurs propriétés physico-chimiques.
• Biodégradation secondaire ou totale (minéralisation) : dans ce cas, les produits chimiques contenus dans les plastiques sont métabolisés, afin de servir de source de carbone et d’énergie aux micro-organismes qui effectuent la biodégradation. De cette façon, le plastique est entièrement transformé en composés inorganiques.

Ces processus de biodégradation peuvent être réalisés aussi bien dans des conditions aérobies (en présence d’oxygène) qu’anaérobies (en l’absence du même gaz). Différents facteurs influencent directement et indirectement le processus de biodégradation des plastiques, comme le pH, la température et l’humidité du milieu, ainsi que les caractéristiques chimiques des polymères qui composent le plastique, ses dimensions et, d’autre part, les caractéristiques du micro-organisme qui agit comme agent de biodégradation.

La biodégradation des plastiques constitue actuellement une opportunité stratégique pour gérer de manière plus durable le déversement de déchets plastiques dans l’environnement. L’urgence de réduire l’accumulation excessive et extrêmement polluante de matériaux synthétiques a conduit à l’évaluation et aux recherches scientifiques sur la biodégradation de ces matériaux polymères.

Ainsi, pour évaluer l’impact environnemental des matières plastiques en fonction de leurs capacités de biodégradation, de nombreux pays réalisent des tests de biodégradabilité, dont les tests et exigences ont été standardisés pour garantir la validité et la fiabilité de leurs résultats. De plus, de nombreuses normes ont été publiées comme preuve de détermination du degré de biodégradation des polymères utilisés dans la fabrication d’emballages et d’autres produits industriels, telles que :

• Norme ISO EN 13432 : certifie les contenants en plastique compostables et biodégradables afin que les consommateurs puissent les distinguer facilement.
• EN ISO 14853-15985 : détermine la biodégradabilité anaérobie finale des matières plastiques présentes dans la digestion des boues.
• EN ISO 17556:2003 : caractérise la biodégradabilité aérobie finale des bioplastiques en fonction de la demande en oxygène ou de la quantité de dioxyde de carbone dans le sol.
• Tests de biodégradabilité immédiate, intrinsèque et du sol, par L’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) : à partir de laquelle est déterminée la biodégradabilité des substances plastiques.

Ainsi, l’importance et l’utilité de la biodégradation des plastiques résident dans l’action de ces normes et dans la certification et l’étiquetage des bioplastiques comme matériaux biodégradables ou compostables, pour gérer la gestion de ces déchets ainsi que de la fraction organique (restes alimentaires, élagage, etc.) des déchets solides urbains dans les usines de compostage, sans laisser de déchets toxiques. Les plastiques naturels biodégradables sont ainsi reconnus comme substituts aux plastiques d’origine pétrochimique.

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