Avec des nouvelles que des entreprises comme Starbucks, Hyatt et Marriott ont convenu d'interdire les pailles en plastique, c'est le moment propice pour considérer le rôle du plastique dans notre vie quotidienne. Les plastiques sont une merveille moderne souvent négligée – des substances bon marché et polyvalentes qui peuvent être transformées en une myriade de produits.

Les pailles à boire ne sont que la pointe littérale de la dépendance au plastique de l'humanité. En 2016, la production mondiale de résine plastique a atteint près de 335 millions de tonnes métriques. Selon certaines estimations, elle pourrait atteindre environ 650 millions de tonnes d'ici 2020, environ 100 fois le poids de la pyramide de Gizeh.

Notre laboratoire fait partie des nombreuses équipes de recherche à la recherche de solutions potentielles aux problèmes de plastique de la société. Nous étudions une minuscule bactérie photosynthétique, que nous utilisons comme plate-forme de production pour convertir la lumière et le dioxyde de carbone en composés renouvelables, y compris les alternatives bioplastiques. Les plastiques biosourcés sont une option prometteuse pour réduire les déchets plastiques, mais leur mise à l'échelle nécessitera des investissements substantiels, à la fois dans leur fabrication et dans des installations spéciales pour leur élimination.

Déchets à vie longue

Une grande partie de la production mondiale de plastique est transformée en objets à usage unique, comme des pailles à boire. En effet, emballages alimentaires et objets liés à l'alimentation, tels que des tasses, conteneurs à emporter, film rétractable et sacs en plastique, représentent une grande partie de tous les plastiques fabriqués.

Moins de 10 % de tous les déchets plastiques sont recyclés dans le monde. La plupart des emballages alimentaires en plastique ne peuvent pas être facilement recyclés s'il y a des restes de nourriture collés dessus, car ces résidus peuvent interférer avec les différentes étapes du traitement. Par conséquent, de nombreuses usines de recyclage n'accepteront pas les emballages alimentaires.

Et les autres déchets plastiques ? Environ 12 pour cent sont incinérés, mais près de 80 pour cent finissent dans les décharges ou dans l'environnement. Dans l'océan, les courants agrègent les déchets plastiques dans de grandes "îles" flottantes d'ordures.

Qu'ils soient enterrés ou flottant en mer, les plastiques peuvent mettre des centaines d'années à se décomposer. Dans le processus, ils peuvent échouer sur le rivage, créant des maux de tête de détritus et de tourisme. Par ailleurs, gros objets en plastique, et même les microparticules dans lesquelles elles peuvent s'user, sont nocifs pour une variété d'animaux sauvages, y compris les oiseaux de mer, vie marine et coraux.

Plastique végétal

Une grande variété de plastiques biosourcés fabriqués à partir de composés biologiques renouvelables est à l'étude depuis de nombreuses années. Aujourd'hui, beaucoup peuvent remplacer les plastiques à base de combustibles fossiles que la plupart d'entre nous connaissent, comme le polystyrène et le polyéthylène.

La plupart des bioplastiques sont actuellement fabriqués en prenant des sucres dérivés de plantes, comme le maïs et la canne à sucre, et en utilisant des micro-organismes pour les convertir en matières premières qui peuvent éventuellement être transformées en résine plastique. Mais il y a un compromis à faire entre rendre les bioplastiques biodégradables d'une part et encore suffisamment durables pour leur usage d'autre part. Une paille et une tasse qui se désintègrent à mi-chemin de votre voyage sur la route ne sont pas du tout utiles.

Bon nombre des bioplastiques les plus prometteurs en production et en développement peuvent être rapidement dégradés dans des conditions contrôlées, comme ceux d'une installation de compostage à grande échelle. Ici, les bioplastiques peuvent être mélangés à d'autres matières organiques et mélangés régulièrement pour assurer une aération adéquate afin de favoriser une décomposition rapide. L'une de ces installations particulièrement engagée dans les tests et l'amélioration de la dégradation des bioplastiques est Cedar Grove, opéré à partir de l'État de Washington. Le résultat final est un compost riche qui convient à la fertilisation des jardins et des cultures.

Cependant, même les plastiques biosourcés croiront encore pendant des décennies ou des siècles s'ils sont jetés à la poubelle et enterrés dans des décharges. Sous la couche superficielle d'une décharge, les conditions sont souvent sèches, frais et sans oxygène. Tous ces facteurs découragent la croissance de microbes qui peuvent accélérer la dégradation des bioplastiques. Par contre, les plastiques compostables sont largement dégradés en trois mois à l'intérieur des installations de compostage industriel, où les conditions sont gérées pour favoriser l'aération et les températures sont souvent considérablement plus élevées en raison de toute l'activité microbienne.

De la même manière, il est peu probable que les matériaux développés soient biodégradables dans toutes les conditions environnementales. Par exemple, ils peuvent ne pas se décomposer dans l'Arctique ou au fond de l'océan. Conditions dans de tels environnements, tels que les basses températures et les niveaux d'oxygène et la haute pression, peut inhiber la croissance d'organismes qui agissent pour briser les liaisons au sein des polymères plastiques, conduisant à des taux de panne beaucoup plus lents.

Cela signifie que toute percée dans la science des matériaux doit être associée à des méthodes durables de production de bioplastiques et à un système bien huilé pour diriger les produits bioplastiques vers les installations de compostage.

Utiliser des microbes pour fabriquer des bioplastiques

Fabriquer du plastique à partir de sources végétales est certainement plus durable que les approches basées sur les combustibles fossiles, mais il faut de la terre et de l'eau douce pour pousser et traiter les matières premières. Notre laboratoire de recherche cherche des moyens de former des microbes photosynthétiques (cyanobactéries) qui peuvent naturellement exploiter le soleil pour fabriquer ces mêmes composés bioplastiques.

Dans ce processus, ces microbes remplissent le même rôle que les plantes, en utilisant la lumière du soleil et le dioxyde de carbone pour créer des sucres qui peuvent être convertis en bioplastiques. En réalité, les cyanobactéries sont des convertisseurs solaires plus efficaces et ne nécessitent ni sol ni eau douce, cette approche pourrait donc réduire la concurrence pour les terres et les ressources.

Bien qu'il soit facile de calomnier la modeste paille en plastique, il est difficile de trouver des substituts aussi bon marché, léger et durable et sont respectueux de l'environnement. Je crois que le progrès est possible, mais seulement si les scientifiques peuvent collectivement proposer des alternatives aux bioplastiques et que les politiques sociales soutiennent l'infrastructure de compostage pour les éliminer de manière appropriée.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.