Le plastique ne sera pas remplacé par un seul matériau. Ce postulat simplifie un problème qui est en réalité un ensemble de problèmes complètement différents : un emballage alimentaire qui a besoin d'une barrière contre l'humidité, un gobelet jetable qui doit être rigide pendant quelques heures, une mousse de protection qui ne peut pas alourdir ou ramollir pendant la logistique, un film flexible qui doit être mis sous vide. Chaque application a des exigences de performance spécifiques, et les remplacements qui émergent ne sont pas universels : chacun résout une tranche du problème. Comprendre quel matériau répond à quelle application, à quel coût et avec quelle infrastructure de fin de vie, est un exercice que la plupart des entreprises d’emballage et de biens de consommation n’ont pas réalisé avec suffisamment de rigueur.
Bioplastiques : le problème n'est pas la chimie
Le PHA et le PLA sont les deux bioplastiques les plus développés commercialement. Tous deux sont compostables, tous deux ont de réelles applications et tous deux ont le même problème fondamental : la fin de vie dépend d'infrastructures qui n'existent pas à l'échelle nécessaire. Le PLA est compostable dans des conditions industrielles – température supérieure à 60 degrés Celsius et humidité contrôlée pendant des semaines. Jeté dans les décharges, il se comporte comme du plastique classique. Jeté dans le compost domestique, il ne se dégrade pas dans les délais prévus dans la plupart des climats. Le résultat pratique est un matériau qui porte le label compostable mais dont le bénéfice environnemental dépend d'une chaîne industrielle de collecte et de compostage qui, au Brésil, existe dans moins de 5 % des municipalités.
Le PHA présente des avantages par rapport au PLA à cet égard – il est biodégradable dans des conditions environnementales plus larges, y compris le sol et l’eau de mer – mais le coût de production est entre deux et quatre fois supérieur à celui du PLA, qui à son tour coûte déjà entre deux et trois fois le prix du polypropylène conventionnel. Le coût du PHA a baissé avec l'augmentation des capacités d'acteurs comme Danimer Scientific et CJ BIO, mais la parité avec les plastiques pétrochimiques n'est pas encore une perspective à court terme. L’argument économique en faveur du PHA dépend aujourd’hui des primes sur les produits – les acheteurs paient davantage pour l’attribut de biodégradabilité – et des réglementations qui rendent le plastique conventionnel plus cher via des taxes sur l’impact environnemental ou des restrictions d’utilisation.
Micelium : du laboratoire au rayon conditionnement
Le mycélium — le réseau de filaments fongiques — est l'un des matériaux les plus surprenants par sa rapidité de commercialisation. Ecovative, une entreprise nord-américaine fondée en 2007, fournit déjà des emballages en mycélium à Dell, IKEA et Sealed Air. Le concept est simple : les déchets agricoles – paille de blé, balles de riz, bagasse de canne à sucre – sont mélangés à des spores de champignons, placés dans des moules et, après quelques jours de croissance, ils ont la structure souhaitée. Le mycélium lie les fragments de plantes en un composite qui peut être séché pour arrêter la croissance et possède des propriétés mécaniques proches de la mousse de polystyrène pour les applications de rembourrage.
Le coût est toujours plus élevé que celui du PSE, mais dans les applications à valeur unitaire élevée – électronique grand public, équipement industriel – la différence de coût d’emballage n’a pas d’importance compte tenu de la valeur du produit protégé. Et l’argument marketing des marques premium est authentique : l’emballage est visiblement différent et communique l’engagement environnemental de manière tangible, sans symbole de recyclage au fond de la boîte. L'entreprise italienne Mogu étend le concept aux panneaux d'isolation acoustique et aux revêtements muraux, démontrant que le mycélium n'est pas seulement une solution d'emballage.
La limitation du mycélium réside dans ses performances en matière d'humidité : les matériaux à base de champignons absorbent l'eau et perdent leurs propriétés mécaniques dans les environnements humides sans traitement supplémentaire. Pour les emballages alimentaires humides ou exposés aux conditions météorologiques, le matériau nécessiterait un revêtement ou un traitement qui complique l’argument de la biodégradabilité.
Films de cellulose d'algues et de bactéries
Les matériaux dérivés d'algues et de cellulose bactérienne en sont à un stade précoce de commercialisation, mais avec des applications claires dans des segments spécifiques. Les films à base d'algues possèdent des propriétés barrières qui en font des candidats pour remplacer les films plastiques des sachets et des emballages alimentaires individuels. Notpla, une entreprise britannique, a déjà produit des capsules de sauce comestibles : l'emballage fait partie du produit, sans résidus. Le défi en matière d’échelle réside dans la chaîne d’approvisionnement en algues avec une qualité et un volume constants, ainsi que dans la sensibilité du matériau aux conditions de traitement et de stockage.
La cellulose bactérienne — produite par des bactéries telles que Komagataeibacter xylinus dans un milieu de fermentation — génère un matériau d'une grande pureté, d'une transparence et de propriétés mécaniques supérieures au papier, avec le potentiel de remplacer les films PET transparents dans des applications qui ne nécessitent pas de barrière contre les gaz. Le coût de production reste élevé car le processus de fermentation est lent et le rendement par litre de milieu de culture est faible. Mais des entreprises comme Scoby et Nanollose travaillent sur l’optimisation des processus qui pourraient changer cette équation au cours des cinq prochaines années.
Ce que les entreprises d'emballage et de biens de consommation devraient faire maintenant
La pression réglementaire sur le plastique à usage unique est réelle et croissante. La résolution CONAMA 498/2020 et la loi 14 026/2020 ont créé des obligations progressives en matière de recyclage et de réduction du plastique. La directive européenne SUP a déjà interdit un certain nombre d'articles en plastique à usage unique et sert de référence pour la direction que tend le Brésil. Les entreprises qui attendent que la réglementation soit pleinement mise en œuvre pour commencer à tester des substituts arriveront tardivement sur le marché et sans apprentissage.
L'exercice qu'il est logique de faire pour une application spécifique comporte quatre variables : les performances du substitut par rapport au plastique d'origine en ce qui concerne les exigences techniques de l'application, le coût actuel du substitut et la trajectoire des coûts attendus au cours des trois à cinq prochaines années, l'infrastructure de fin de vie disponible pour le substitut sur le marché cible et la perception des clients de l'attribut environnemental. Tous les remplacements ne se terminent pas sur les quatre. Dans l'emballage secondaire d'un produit premium, le mycélium se ferme. En sachet de condiments restauration low-cost, pas encore fermé. Savoir où fermer et où ne pas fermer est plus précieux que d’avoir une position générique d’engagement en faveur du développement durable.
Le risque de prendre la décision de remplacer un matériau sans cette cartographie est de remplacer un problème – le plastique – par un autre, comme la confusion que le PLA a créée sur le marché des emballages compostables, où les consommateurs jettent les déchets organiques parce qu'ils voient « compostable » sur l'emballage, et le matériau va de toute façon à la décharge. Un label de durabilité qui n’est pas maintenu tout au long de son cycle de vie constitue un handicap pour la réputation et non un atout.
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