INNOVATION | Une méthode surprenante pour améliorer l’empreinte écologique du plastique

Les sociétés modernes utilisent d’énormes quantités de plastique, dont la plupart sont fabriquées à partir de matières premières issues du raffinage du gaz naturel ou du pétrole. Dans le monde, 390,7 millions de tonnes de plastique neuf sont fabriquées chaque année et chaque kilogramme produit entraîne l’émission de deux kilogrammes de gaz à effet de serre en équivalent CO₂.

L’empreinte carbone de la fabrication annuelle de plastique est donc de 65,5 % plus importante que celle générée par la consommation annuelle d’essence aux États-Unis. Il existe des plastiques biosourcés qui pourraient réduire cette empreinte carbone, mais ils sont relativement chers et n’ont actuellement que des applications de niche. En théorie, de nombreux plastiques peuvent être recyclés, mais la réalité est que seul un petit pourcentage de ce potentiel est réalisé. Ainsi, une grande partie du plastique finit dans une décharge ou dans un scénario de « fin de vie » encore pire. Il n’existe pas de solution miracle pour résoudre ces problèmes de déchets et d’empreinte carbone, et de multiples stratégies devront être appliquées.

Cependant, la vérité est que les plastiques ne disparaîtront pas, car ils jouent de nombreux rôles importants. Il faut donc trouver un moyen de répondre à ces besoins, mais en réduisant l’impact lié à la production de plastique vierge. Une solution très encourageante a été présentée lors de la COP27 en Égypte. Elle permet de réduire considérablement l’empreinte carbone de nombreux articles en plastique et de diminuer de plus de moitié l’utilisation de plastique vierge, sans compromettre leur fonctionnalité ou leur économie. Il serait juste de dire que cette stratégie « déchire », car elle implique littéralement une sorte de pierre sédimentaire. Elle est commercialisée par une startup privée appelée Okeanos®, sous la marque Made from Stone™.

Le principe est le suivant : 50 à 70 % de la résine pétrochimique d’un article en plastique est remplacé par une formule exclusive de carbonate de calcium, un minéral naturel abondant et renouvelable que l’on peut trouver dans le monde entier et qui est l’ingrédient actif du calcaire. Le carbonate de calcium est également l’origine de 97 % des coquilles d’œufs et des coquillages. Lorsqu’un produit est fabriqué à partir d’une proportion importante de ce matériau, son empreinte carbone effective est réduite de plus de 50 % ! Le concept de fabriquer des articles en plastique léger et souple à partir de la pierre est certainement contre-intuitif, et le fait qu’il puisse s’agir d’une solution « plug-and-play » sans coût supplémentaire peut sembler presque trop beau pour être vrai. C’est la raison pour laquelle Okeanos® a effectué des années de travail de développement avec des clients potentiels avant de rendre publique l’histoire complète.

Le carbonate de calcium a toujours été utilisé dans les plastiques, mais seulement dans une proportion de 10 à 15 %. En 2012, Mary Lehrter, ancienne spécialiste des matériaux chez Proctor & Gamble, a breveté une forme de carbonate de calcium finement broyé, d’une taille et d’une forme particulières, qui est traité avec des additifs exclusifs pour faciliter le traitement. Lorsque le carbonate de calcium et les additifs sont « composés » avec une plus petite quantité de résine, ce matériau peut réduire de 50 à 70 % la quantité de plastique vierge utilisée pour fabriquer un produit. Ce processus peut être réalisé sur des équipements de fabrication existants pour fabriquer un produit ayant une fonctionnalité identique ou supérieure. La seule limite est qu’il n’est pas possible de fabriquer un produit totalement transparent avec cette quantité de carbonate de calcium. Okeanos® travaille activement à réduire la part restante de plastique dans le produit avec d’autres liants et additifs. À l’heure actuelle, les produits Made from Stone™ peuvent être formulés pour trois scénarios de fin de vie : ils peuvent être rendus conformes à la plupart des normes de recyclage, ils peuvent être rendus biodégradables grâce à l’utilisation d’un additif, ou ils peuvent représenter un produit moins toxique à faible impact s’il est éliminé dans une décharge.

Okeanos® a été cofondé par Florencio Cuétara, dont la famille possède une entreprise espagnole d’emballage de snacks. Florencio Cuétara a été motivé par les problèmes liés aux plastiques, notamment après avoir vu un sac fabriqué par son entreprise alors qu’il pratiquait son hobby, la plongée sous-marine, en Méditerranée. L’autre fondateur, le Dr Russ Petrie, originaire d’Afrique du Sud, partage la passion de Florencio Cuétara pour la mer. En tant que chirurgien orthopédique pour les Chargers de Los Angeles, il avait travaillé sur des remplacements de ligament avec du carbonate de calcium et la femme de Florencio Cuétara était l’une de ses patientes. Ils ont entendu parler du brevet de Mary Lehrter, l’ont débauchée en 2018, l’amenant à bord de leur navire en tant que vice-présidente de l’innovation des processus.

Le modèle économique qu’ils poursuivent est de travailler avec OMYA, producteur leader de matériaux industriels, pour accéder à leur réseau mondial de carbonate de calcium. Ils ont ensuite identifié des partenaires de traitement, région par région, pour le fournir sous forme de granulés que les entreprises de fabrication de plastique peuvent simplement échanger contre leur plastique vierge existant. Cela permet de réduire l’empreinte écologique liée au transport et d’impliquer les travailleurs locaux. Ils effectuent des recherches coopérations avec les clients potentiels pour déterminer le ratio maximum de carbonate de calcium et d’autres détails de formulation qui fonctionneront avec leur équipement d’extrusion ou de moulage existant. Bon nombre des entreprises qui ont testé l’option Made from Stone™ ont constaté qu’elles économisaient 5 à 10 % d’énergie, car le nouveau mélanger fond à une température plus basse.

Cette substitution du plastique par le carbonate de calcium fonctionne pour une grande variété d’articles en plastique allant des films souples aux cintres en passant par les emballages alimentaires et les applications industrielles comme les films agricoles et les articles rigides. Puisque la technologie permet une réduction prouvée de l’empreinte CO₂, Okeanos® a créé un code QR et les calculs correspondants dans un outil d’analyse du cycle de vie pour aider les petits et grands acteurs à intégrer cette action climatique dans leurs programmes marketing. Par exemple, la première application commerciale a été réalisée pour Coagronorte, une coopérative de 545 riziculteurs colombiens qui souhaitaient améliorer l’empreinte de leurs emballages pour leur marque de riz Arroz Zulia, permettant ainsi aux agriculteurs d’avoir accès à des technologies durables qu’ils n’auraient pas pu réaliser seuls.

L’entreprise travaille également avec des fabricants d’emballages utilisés pour les sandwiches et les hamburgers, qui seront bientôt disponibles dans les principaux établissements de restauration rapide du monde entier. Le processus de développement est également en cours avec plusieurs des plus grands fabricants de plastiques. L’un des défis auxquels est confrontée l’entreprise Made from Stone™ est de classer par ordre de priorité la longue liste d’applications nouvelles qui pourraient être explorées. L’une d’elles a été choisie : les bâches agricoles, qui servent de barrières contre les mauvaises herbes, favorisent la conservation de l’eau et la propreté de cultures telles que les fraises. Made from Stone™ travaille avec l’institut de recherche agricole IMIDA en Espagne pour mettre au point un processus de dégradation lente qui permettra également de « chauler » le sol pour améliorer son pH.

D’ici à la fin 2023, Okeanos® espère remplacer 25 000 tonnes de résines pétrochimiques par mois. D’ici 2025, l’objectif est de remplacer 2,5 millions de tonnes par an, le but ultime étant d’éliminer une gigatonne de CO₂ du processus de fabrication des plastiques.

Article traduit de Forbes US – Auteur : Steven Savage

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