Le McDonald’s du County Hall semble ne jamais désemplir. Les habitués se mêlent aux touristes dans un brouhaha incessant. Situé sur le Westminster Bridge, en face de Big Ben, cette affluence n’étonne personne, et encore moins le personnel du restaurant londonien qui tente de satisfaire ses visiteurs. Une chose passe presque inaperçue dans ce paysage de couleurs, de friture et de foule : les pailles en plastique. Dans les poubelles, abandonnées sur des tables ou à leurs pieds, ou mâchouillées par des clients pour quelques minutes encore. Elles sont partout et font partie intégrante de cette image du célèbre fast-food nord-américain.

En octobre 2017, le cabinet d’études anglais Eunomia arrivait à la conclusion que chaque jour, 3,5 millions de fins tubes plastiques sont utilisés uniquement dans les McDonald’s de Grande-Bretagne. À l’échelle européenne, les millions se transforment en milliards rien que pour les fastfoods de la grande chaîne. Et en centaine de milliards si l’on prend tous les autres endroits où elles sont distribuées. Et il n’est ici question que de paille. Cela fait des années que les emballages plastiques sont sévèrement pointés du doigt. Les derniers chiffres de la Commission européenne parus début 2018 parlent d’eux-mêmes : chaque année, les Européens produisent 25 millions de tonnes de déchets plastiques dont moins de 30 % sont recyclables.

Toutefois, voilà déjà quelques années que les initiatives se multiplient, depuis des laboratoires cherchant des matériaux alternatifs aux grandes institutions européennes qui promettent de plonger les deux mains dans le cambouis. La problématique du plastique n’est pas neuve, mais le monde semble se réveiller progressivement devant les enjeux écologiques qu’il induit. Faudrait-il le supprimer définitivement ? Quelles en sont ses alternatives ? La guerre au plastique est bel et bien déclarée.

Des matériaux avec des salades

Alain Dufresne

Supprimer le plastique, d’accord, mais faut-il encore le remplacer par quelque chose. Accoudé à son bureau de l’école internationale des biomatériaux de Grenoble, Alain Dufresne est un scientifique reconnu de tous. S’il aime plaisanter en disant qu’ « aujourd’hui il fait travailler les autres dans les laboratoires », il fait partie de ceux qui ont étudié la question et commencé à apporter des éléments de réponse. Spécialiste des nanocomposites biosourcés, l’enseignant-chercheur a été récompensé à de maintes reprises par des institutions, notamment, nord-américaines, et figure dans le top des 300 chercheurs les plus cités au monde en Science et Génie des matériaux. Le visage sympathique et le style décontracté, l’homme de 56 ans est loin du stéréotype du scientifique en blouse blanche.

Pour lui, aucun doute, les emballages plastiques peuvent être remplacés par des matériaux naturels et biodégradables. La solution, selon lui, se trouve à sa place la plus logique,au beau milieu des bois et des forêts, en pleine nature. Derrière cette idée miracle : les nanocelluloses. Constituées de fibres issues de bois ou de plantes, il en existe deux types : les nanocristaux de cellulose et les nanofibres de cellulose, tous deux différents dans leur conception et leur aspect. Le tout est biodégradable, non-toxique et plus solide que l’acier « mais ça dépend ce qu’on calcule et comment », nuance le physicien de formation.

L’homme prépare le congrès qui se tient désormais chaque année sur sa matière de prédilection. Pour cette édition 2018 de la Conférence internationale sur la nanotechnologie pour les matériaux renouvelables, les chercheurs du monde entier se sont donnés rendez-vous à Madison, la capitale de l’État du Wisconsin aux États-Unis. « Alors que quand j’ai commencé à étudier cette matière en 1993, on me regardait avec des grands yeux ronds en pensant  »qu’est-ce qu’il fabrique lui, il faitdes matériaux avec des salades ? » », plaisante-t-il. Pas facile en effet de se mesurer à un adversaire comme le plastique.

Les nanofibres de cellulose sont l’un des deux types de nanocellulose.
Crédits : Wikimedia

Le plastique, cet ancêtre

Pour comprendre d’où nous vient cet attachement maladif au plastique, il faut remonter loin. Très loin. L’apparition du plastique coïncide approximativement avec la naissance de l’écriture. Par exemple, les Égyptiens au XVème siècle av. J.-C. utilisaient une sorte de colle à base de gélatine d’os pour coller des morceaux de bois entre eux. De fait, l’humanité a commencé par utiliser des matériaux naturels possédant des propriétés plastiques. Ensuite, elle s’est tournée vers des matériaux naturels modifiés chimiquement comme le caoutchouc ou la nitrocellulose. Enfin, il y a un peu plus d’une centaine d’années, des matériaux entièrement synthétiques ont commencé à être développés.

Edmund Alexander Parkes, le pionnier du plastique synthétique.
Crédits : Wikimedia

Véritable précurseur, en 1856, le chimiste anglais Alexander Parkes crée le premier type de plastique artificiel, une matière qu’il appelle Parkesine. On peut toutefois dire que le plastique synthétique tel que nous le connaissons aujourd’hui a été créé pour la première fois en 1907 par Leo Baekeland. Le chimiste belge-américain a effectivement inventé la bakélite, premier plastique complètement synthétique et fabriqué en série. C’est une résine qui devient plastique lorsqu’elle est chauffée. Il suffit alors de la couler dans des moules pour obtenir toutes les formes voulues. Ce matériau a éclipsé tous ses prédécesseurs et s’est imposé en maître pendant les cinquante années qui ont suivi. Il était utilisé dans la fabrication de jouets, d’appareils électroménagers, de lampes, etc. Depuis lors, de nombreux autres plastiques ont été créés et se sont diversifiés, même si on l’utilise encore de nos jours pour l’isolation ou des poignées de portes par exemple.

En 1913 a été inventé le cellophane (combinaison des mots « cellulose » et « diaphane ») ; en 1920 les premiers tests pour transformer la naphta issue du pétrole en plastique ont eu lieu ; en 1935 arrive le nylon ; puis quelques années plus tard le polyéthylène téréphtalate (PET), véritable matériau star de la seconde moitié du XIXème siècle.

Répandu après la Deuxième Guerre mondiale, ce dernier a tout d’abord été utilisé pour fabriquer des pulls et des parachutes, avant de passer du côté des emballages alimentaires en 1973 grâce à l’inventeur Nathaniel Wyeth. Cet ingénieur nord-américain avait choisi de relever un défi : produire des bouteilles sans utiliser de verre. Après des années de tests avec le PET, en 1977, il a enfin inventé une nouvelle bouteille légère, solide et transparente à la fois, qui ne vous est sûrement pas étrangère. Aujourd’hui, le polyéthylène est un polymère très employé et il constitue la majorité des plastiques communs.

Les technopolymères constituent la plupart des casques de moto.
Crédits : Clem Onojeghuo

Aux polymères se sont ensuite ajoutés les technopolymères (ou polymères pour l’ingénierie, comme le polycarbonate), à savoir des matériaux ayant une plus grande résistance pour pouvoir remplacer les matériaux traditionnels. On les retrouve aujourd’hui dans les transports, dans les gilets pare-balles, dans les casques de moto, dans les revêtements et autres. En outre, au début des années 1980, on commence à parler de plus en plus d’appliquer la nanotechnologie aux polymères et c’est ainsi qu’on a commencé à parler des nanocelluloses qu’Alain Dufresne chérit tant.

Aujourd’hui, c’est grâce aux extractions pharamineuses de pétrole qu’il peut être créé à faible coût : produire un kilo de plastique coûte environ un dollar. Plus légères et à résistance égale à celles de l’acier ou l’aluminium, les matières plastiques ont progressivement remplacées certains métaux jusqu’à régner en maître sur les domaines tels que la santé, l’emballage ou le sport. Le plastique est partout, parfois même où on ne le soupçonne pas, et vu la pénétration du plastique dans notre quotidien, s’en passer s’annonce ardu, alors même que nous sommes tous conscients des limites de nos réserves pétrolières et de l’immensité des dégâts qu’il cause à l’environnement.

Les nanocelluloses, c’est maintenant

Mais il existe des alternatives. Pour Alain Dufresne, la réponse est multiple et les alternatives ne manquent pas. Il y a tout d’abord le bioplastique (ou plastique biosourcé), malheureusement non recyclable mais bien compostable. C’est un plastique fait à partir d’amidon, « généralement de maïs ou de pommes de terre », que l’on retrouve aujourd’hui régulièrement dans des sacs, des emballages de magazine, etc. Le hic : son impact environnemental. Sa fabrication nécessite un procédé long et fortement consommateur d’énergie, ce qui le rend plus cher qu’un plastique classique. Il ne faut toutefois pas le confondre avecle plastique oxo-fragmentable, qui est bien dégradable mais qui pollue et n’est donc pas un bioplastique. « Sous l’action de la lumière et de la chaleur, ils s’oxydent et se fragmentent en particules de plus en plus petites… mais sans jamais se désagréger entièrement, » écrit le site WeDemain.Le plastique oxo-fragmentableest interdit en France, mais encore souvent utilisé dans le reste du monde. De nombreuses organisations internationales appellent toutefois  à une interdiction généralisée.

Le sac BioBag, est sac bioplastique, entièrement compostable.
Crédits : BioBag

Il est important de garder à l’esprit que chaque pays n’est pas sur le même pied d’égalité vis-à-vis de la gestion des déchets. En outre, pour certains pays, des initiatives seront difficiles, voire impossibles à mettre en place. Les sacs en plastique biodégradables par exemple, vu leur coût, seront difficiles à faire fabriquer dans des pays en voie de développement, où les priorités gouvernementales sont différemment agencées : éducation, logement, santé, etc.

Pour Alain Dufresne, l’alternative reine reste néanmoins les nanocelluloses, même si elle aussi a ses limites : là où produire un kilo de plastique coûte environ un dollar, le kilo de nanocelluloses avoisine plutôt entre 25 et 100 dollars pour le moment. Il dit toutefois que depuis les débuts balbutiants des premiers articles sur les nanocristaux en 1947, les progrès sont dantesques. À tel point qu’industriellement parlant, un champ des possibles a vu le jour.

Mais l’enjeu reste double : il faut qu’un marché se crée et que les industriels, bien qu’intéressés, finissent par oser. « Ils ne sont pas sûrs de la fiabilité de l’approvisionnement. Les propriétés des nanofibres sont difficiles à prédire et rien n’indique concrètement ce que l’on va obtenir », objective Alain Dufresne. Le pionnier en la matière garde bon espoir vu l’intérêt scientifique grandissant pour ce matériau.

Pour ceux qui auraient encore des doutes sur la faisabilité de la chose, Alain Dufresne abat sa dernière carte, celle des chiffres. Les celluloses séjournent dans les déchets agricoles. Par an, entre 100 et 120 tonnes en sont produites et un infime pourcentage d’entre elles sont utilisées dans les industries papetières. En moyenne, un arbre produit chaque jour 10 grammes de celluloses à lui seul. Nul besoin de les abattre pour les extraire et, pour le moment, les arbres peuplent encore la terre par milliers.

Oui, pour Dufresne, il est imaginable d’anéantir complètement le plastique pour le remplacer par des matériaux plus respectueux de l’environnement. « Mais ce n’est pas pour tout de suite », avoue-t-il. Le polyéthylène recèle de propriétés exceptionnelles à un prix défiant toute concurrence. Par contre, si le pétrole venait vraiment à disparaître comme les prédictions l’indiquent, alors les alternatives deviendront bien plus compétitives et rassembleront davantage de partisans à leur utilisation.