L'idée des plastiques biodégradables semble bonne au début. Cependant, on sait très peu de choses sur la façon dont ils sont dégradés dans le sol et comment cela est influencé par le changement climatique. Dans deux études récentes, les écologistes des sols du Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ) ont montré quelle communauté microbienne est responsable de la dégradation, quel rôle joue le climat dans ce processus, et pourquoi les plastiques biodégradables pourraient encore être problématiques.

Du plastique qui finit dans les sols, océans, ou les eaux intérieures peuvent nuire aux organismes qui y vivent et entraîner des perturbations graves et à long terme des écosystèmes. Le développement et l'utilisation accrue des plastiques biodégradables est donc au centre d'une économie plus écologique. "Mais malgré l'image positive des plastiques biodégradables, on sait encore très peu de choses sur leur comportement dans le sol ou sur leur dégradation, " dit le Pr François Buscot, écologiste des sols à l'UFZ.

Afin d'apporter plus de lumière à ce sujet, L'équipe de recherche de Buscot a examiné les questions suivantes dans une étude récente publiée dans Sciences et technologies de l'environnement :À quelle vitesse le plastique biodégradable se dégrade-t-il ? Quels micro-organismes sont impliqués ? Comment interagissent-ils ? Quelles conditions favorisent le processus de dégradation ? Et qui l'inhibe ? "Nous voulions également savoir comment les changements de température et les niveaux de précipitations résultant du changement climatique affectent la dégradabilité des plastiques, " explique le Dr Witoon Purahong, également écologiste des sols à l'UFZ et auteur principal de l'étude.

À cette fin, des expériences ont été menées au Global Change Experimental Facility (GCEF) à Bad Lauchstädt, qui est actuellement considérée comme l'une des plus grandes expériences climatiques en extérieur au monde en termes de superficie. Les chercheurs ont étudié les conséquences du changement climatique sur l'utilisation des terres et les écosystèmes. L'accent a été mis sur le paillis et les films horticoles, qui servent à couvrir le sol. Ceux-ci sont généralement en polyéthylène (PE), un plastique produit à partir de matières premières fossiles. Pour des raisons technologiques, les résidus des films restent souvent dans le sol. Cela conduit à une contamination par des microplastiques à moyen terme. Passer à des alternatives biodégradables aurait donc ici tout son sens. Mais y a-t-il des effets secondaires à l'utilisation de telles alternatives ?

Pour le savoir, l'équipe a étudié comment le succinate-co-adipate de polybutylène (PBSA), un film de paillage biosourcé en partie produit à partir de végétaux (maïs, canne à sucre, manioc), se biodégrade dans les conditions naturelles d'un champ agricole. Les chercheurs ont fait la distinction entre les conditions climatiques actuelles et les conditions climatiques simulées telles que prévues pour l'Allemagne vers 2070. Ils ont utilisé des méthodes modernes de biologie moléculaire (séquençage de nouvelle génération) pour déterminer quelle communauté microbienne avait colonisé le plastique lui-même ainsi que le sol environnant.

"Nous avons pu montrer qu'après un peu moins d'un an, environ 30 % du PBSA s'était déjà dégradé. C'est beaucoup dans les conditions climatiques qui prévalent actuellement en Allemagne, " dit Purahong. " Les principaux acteurs sont les champignons, qui sont soutenus par une communauté bactérienne diversifiée et plusieurs autres micro-organismes. Il s'agit notamment des bactéries qui fournissent aux champignons de l'azote (ce qui est rare dans le plastique) ou des bactéries et des archées qui utilisent des produits de dégradation toxiques. "Une communauté intelligente de dégradation et de recyclage se forme sur et autour du plastique, même avec un taux de dégradation similaire dans les conditions climatiques futures simulées, ajoute Purahong. Le changement climatique ne nuit apparemment pas aux champignons dégradant le PBSA. La communauté microbienne qui les entoure est légèrement différente, mais le résultat de la dégradation est similaire. "Nous ne nous attendions pas à une si bonne nouvelle."

Dans une autre étude publiée dans Environmental Science Europe, les chercheurs de l'UFZ ont examiné la communauté des micro-organismes dans des conditions plus strictes. Ils ont étudié comment la communauté change lorsque de grandes quantités de PBSA pénètrent dans le sol ainsi que ce qui se passe lorsqu'une forte concentration d'engrais azotés est appliquée. "De grandes quantités de PBSA rendent en fait la communauté microbienne dans le sol très différente, " déclare le doctorant Benjawan Tanunchai et auteur principal de l'étude. Avec une augmentation de 6% de PBSA dans le sol, la diversité des espèces fongiques a diminué de 45 % et celle des archées de 13 %. D'autre part, la forte charge de PBSA en combinaison avec la fertilisation de la zone a conduit à la prolifération de Fusarium solani, un champignon très répandu qui endommage les plantes.

Les deux études UFZ rapportent donc une bonne nouvelle et une moins bonne nouvelle :le PBSA dans le sol peut être dégradé relativement rapidement et efficacement, même dans des conditions climatiques futures. Cependant, si le PBSA est présent en grande quantité avec de fortes concentrations d'engrais azotés, La dégradation du PBSA peut avoir un impact négatif sur la production agricole en raison d'une communauté microbienne perturbée et de la présence accrue de ravageurs. "Lorsque de grandes quantités de plastique se retrouvent dans l'environnement, ce n'est jamais bon, même s'il s'agit d'un plastique biodégradable, " dit Buscot. " La meilleure chose serait d'éviter complètement le plastique. Cependant, car il s'agit actuellement d'un objectif irréaliste, nous devrions au moins compter sur des plastiques biodégradables partout où cela est possible et en savoir autant que possible à l'avance sur leurs propriétés de dégradation et leurs conséquences."