Polymères et éco-conception Polymères biosourcés Principaux enjeux et perspectives Luc Avérous, Sylvain Caillol et Henri Cramail
Résumé
Les polymères biosourcés sont des polymères synthétiques partiellement ou totalement obtenus à partir de dérivés issus de la biomasse. Bien que ne représentant qu'environ 1 % de la production totale des matériaux polymères, ils connaissent aujourd'hui un essor indéniable et sont sources d'innovation. Sur le plan industriel, deux grands types de ressources sont à l'origine des polymères biosourcés : les oléagineux et les polysaccharides, en lien avec les productions agricoles correspondantes. Dans une démarche globale qui doit tenir compte du prix de ces nouvelles ressources renouvelables, le caractère biosourcé, certes essentiel, ne suffit pas au développement industriel de ces polymères ; la recherche de performances et de nouvelles fonctionnalités reste un enjeu majeur pour cette classe de polymères. De même, les contraintes législatives seront probablement un des principaux moteurs du développement de ces matériaux d'avenir. Mots-clés Lignocellulose, huiles végétales, bioraffineries, biopolymères, polymères biosourcés. Abstract Bio-based polymers: main issues and perspectives Bio-based polymers are synthetic polymers partially or totally obtained from derivatives issued from biomass. While representing only 1% of the global polymer production, they have today a fast growing and are source of innovation. At the industrial scale, two main resources are at the origin of bio-based polymers: oils and fats, and polysaccharides, linked to the corresponding agricultural crops. In a context of real economy and existing markets that must consider the price of these novel bio-based substrates, the bio-based feature, certainly essential, is not sufficient to promote the industrial development of these polymers, and the search for high performances and new functionalities remain a challenging objective for this new polymer family. In addition, the legislative constraints will also play a major role in the development of these polymeric materials. Keywords Lignocellulose, vegetable oils, bio-refineries, biopolymers, bio-based polymers. es polymères synthétiques occupent une place considé-rable dans l'industrie chimique avec une production mon-diale qui a dépassé les 300 millions de tonnes (Mt) en 2016 et des applications dans tous les secteurs économiques, depuis les films d'emballage jusqu'aux matériaux de pointe pour les sports et loisirs, le bâtiment, l'aérospatial ou le médi-cal. Ainsi, la moitié des molécules produites par l'industrie pétrochimique-au premier rang desquelles on trouve l'éthy-lène (160 Mt/an)-se retrouve in fine intégrée pour l'élabora-tion de polymères. La « chimie verte », traduction française du concept de « green chemistry » proposé en 1998 par Anastase et Warner [1], est une réponse aux enjeux de la réduction d'impacts environnementaux de notre société. La chimie du végétal (ressources renouvelables) mobilise actuellement moins de 0,5% des terres arables dans le monde. Cette chimie plus res-ponsable vise notamment à utiliser une source de carbone renouvelable pour réduire la dépendance aux ressources fos-siles et, par voie de conséquence, stabiliser les émissions de gaz à effet de serre (notamment le CO 2) en fin de vie. L'utili-sation de ressources renouvelables est d'un intérêt majeur pour l'élaboration de polymères biosourcés, que ceux-ci miment les polymères d'origine fossile (e.g. polyéthylène biosourcé) ou possèdent de nouvelles structures chimiques (e.g. poly(acide lactique), PLA). Quelques rappels sur les notions abordées (biopolymère, biodégradable...) sont donnés dans le glossaire.