Biosourcing : qu’est-ce qu’un biopolymère et que peut-on faire avec ?

Biopolymères, chimie verte, chimie raisonnée : quelques définitions

Les biopolymères ou bio-based polymers sont des polymères issus exclusivement d’organismes vivants ou de polymères synthétisés à partir de ressources renouvelables.
On les différencie des polymères de synthèse, d’origine fossile (issus de la pétro-chimie) et des polymères dit « biodégradables » qui désignent des polymères d’origine fossile auxquels sont ajoutés des additifs favorisant leur dégradabilité.
Les biopolymères sont issus de la biomasse, c’est à dire de déchets organiques natifs ou modifiés.
Il en existe trois sortes :

• Biopolymères issus de végétaux, comme l’agar-agar, l’alginate de sodium, l’amidon…, d’algues ou d’animaux comme les protéines de collagène ou la caséine.
• Biopolymères produits par polymérisation chimique : cette famille est essentiellement constituée des PLA, l’acronyme anglais d’acide polylactique.
• Biopolymères produits par des micro-organismes génétiquement modifiés (PHA, PHV, PHBV).

Ils peuvent être naturellement présents à l’état de polymères ou obtenus par polymérisation de monomère. Il est possible de les mélanger à des polymères fossiles classiques, c’est ce que propose la chimie dite “raisonnée”, par exemple avec des polyesters mixtes composés de matières recyclées et partiellement biosourcées (c’est le cas par exemple chez Frumat©).
La “chimie verte” y associe d’autres composants 100% naturels issus de la biomasse. Par exemple : un mélange de polymères de cactus et un enduit naturel chez Desserto©.

L’alter cuir de pomme Frumat®

 

Les matières issues de la culture des biopolymères sont elles écologiques ?

Ces matières sont potentiellement biodégradables

L’extraction des ressources fossiles, leur raréfaction, le caractère énergivore de leur transformation et leur mauvaise recyclabilité sont autant d’arguments qui nous poussent à nous en affranchir le plus rapidement possible. Les biopolymères ont d’abord été présentés comme une alternative aux déchets d’emballages d’origine pétrochimique, qui représentent encore les deux tiers du volume de nos poubelles.

De même pour les matières textiles : en parallèle du recyclage, il faut se diriger vers des matières biodégradables. La biodégradabilité désigne la capacité pour un matériau d’être entièrement assimilé dans un environnement spécifique (association de paramètres de luminosité/température/échelle de temps) par des micro-organismes présents qui se nourrissent de ses composants pour y puiser l’énergie nécessaire à leur propre survie Les biopolymères contribuent ainsi à la régénération des ressources naturelles et à ce titre, sont considérés comme des énergies renouvelables.

Leur culture est souvent biologique et vertueuse

Les cultures de biopolymères sont souvent réalisées en milieu biologique afin d’éviter la contamination des matériaux. Les plantes à l’origine de ces matières sont également performantes pour capter le CO2 ou encore filtrer les microparticules. C’est le cas des algues, la laminaire utilisée par AlgiKnit© qui contribue à dépolluer les eaux qu’elle habite ou encore le cactus cultivé par Desserto©, un piège à carbone naturel permettant de capter 8 100 tonnes de CO2 par an sur 5,6 hectares.

L’alter cuir de cactus Desserto©

Quelles sont les applications potentielles des biopolymères en mode et textiles ?

Il existe d’ores et déjà des matières issues de la chimie verte, associant les biopolymères à d’autres polymères synthétisés à partir d’hydrocarbures. A l’heure actuelle, les volumes limités et des coûts de production élevés rendent les matières textiles issues de la culture de biopolymères peu utilisables pour des applications à échelle industrielle.

Au-delà de l’intérêt écologique, le remplacement des matières plastiques conventionnelles nous semble essentiel à la création de mode. Le potentiel technique et esthétique du plastique (de la transparence à l’opacité, la palette des couleurs, la légèreté, la malléabilité, la main, l’aspect visuel… etc) est difficilement remplaçable, c’est ce qui le rend si complexe à éradiquer. Les matières naturelles peuvent être limitantes pour la créativité des designers de mode, tiraillés entre conscience écologique et expression artistique.

Les biopolymères apparaissent comme une option complémentaire , en complément de l’offre textile responsable existante, permettant de limiter les compromis créatifs.

L’alter cuir de champignon Muskin©

Des startups biotech qui travaillent les biopolymères, quelques exemples

• Modern Meadow© propose de recréer une peau à partir d’une culture de collagène. La matière finale s’apparente à un cuir, sans base animale, pas fermentation de levures. Une solution non scalable à date.
• Spiber© fabrique de la soie inspirée du fil d’araignée à partir de la «Brewed Protein™», une matière protéique issue d’un processus de fermentation.
• NUO© propose un matériau composite souple, développé à partir de fines feuilles de bois collées sur un support textile en coton à l’aide d’un adhésif écologique.
• Amadou Leather© fait pousser des filaments de mycélium sur de la sciure de bois recyclée, secondairement filés et tissés.
• AlgiKnit© propose de créer des fibres textiles à partir de laminaire, une macroalgue qui pousse rapidement et abondamment sur les côtés océaniques et dépollue les eaux.
• Orange Fiber extrait la cellulose du surplus local de pulpe d’orange utilisée pour le jus industriel afin d’en faire un biopolymère citrique, filable et tissable en une matière qui s’apparente à la soie.

Laminaire – Algue qui sert de matière première à la composition d’un textile Algiknit©

Références

1. https://fr.wikipedia.org/wiki/Biopolym%C3%A8re
2. http://agrobiobase.com/fr/dossier/biopolym%C3%A8res-entre-substitution-et-nouveaux-mat%C3%A9riaux
3. https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/procedes-chimie-bio-agro-th2/chimie-du-vegetal-et-produits-biosources-42570210/les-biopolymeres-differentes-familles-proprietes-et-applications-am3580/
4. http://cerig.pagora.grenoble-inp.fr/memoire/2009/biopolymere-emballage.htm
5. https://www.sciencesetavenir.fr/nature-environnement/pollution/voici-un-nouveau-biopolymere-pour-remplacer-le-plastique-issu-du-petrole_125292