Le PLA ? C’est quoi ?

Acide polylactique pour les intimes

PLA resin © Total Corbion PLA

L’abréviation PLA vient du mot anglais Polylactic Acid, que l’on traduit en français par « Acide Polylactique ».

C’est le chimiste Théophile-Jules Pelouze qui l’a synthétisé le premier en 1845. Un procédé de synthèse industrielle a ensuite été breveté en 1954 par la société chimique DuPont. Retrouvez ici l’histoire du plastique en 15 dates clé. Dans les années 1960 et 1970, ce polymère a été développé pour des applications biomédicales en raison de sa capacité à être dégradé en conditions physiologiques. Parce qu’il est considéré comme non toxique et biocompatible, les fils de suture biorésorbables sont souvent en PLA, tout comme les implants à libération continue de médicaments.

C’est dans les années 1990 que le PLA s’ouvre à de nouveaux usages. La société Cargill parvient à synthétiser à l’échelle industrielle (par le procédé ROP polymérisation par ouverture de cycle), un PLA de haut poids moléculaire, le PLLA, commercialisé sous forme de granulés. Ses propriétés mécaniques et sa biodégradabilité lui permettent alors de remplacer les polymères non biodégradables tels que le PET et le polystyrène.

La recherche a depuis obtenu de nombreux résultats permettant de concevoir de plus en plus finement les PLA et des formulations pour des applications spécifiques.

Le PLA : un bioplastique biosourcé…et biodégradable !

Le PLA est un bioplastique qui a le mérite d’être à la fois biosourcé ET biodégradable (un bioplastique est souvent l’un ou l’autre, mais rarement les deux à la fois !).

Le PLA est en effet classé parmi les plastiques 100% biosourcés : il est issu de ressources renouvelables telles que le maïs ou la canne à sucre. L’acide lactique, obtenu par fermentation de sucre ou d’amidon, est ensuite transformé en un monomère : le lactide. C’est la polymérisation de ce dernier qui permet d’obtenir du PLA.

Le PLA est également biodégradable car compostable. Cependant, sa compostabilité était jusque-là limitée car elle nécessitait des températures élevées et constantes, ce qui restreignait ses possibilités de fin de vie à des installations industrielles. D’autre part, la durée de sa désintégration lui permettait jusque-là uniquement de fabriquer des films assez minces et avec une quantité limitée de PLA (et donc de biosourcé). Une problématique entièrement résolue grâce à l’ajout d’Evanesto®, le premier additif qui permet aux plastiques à forte teneur en PLA d’atteindre la certification OK compost HOME de l’organisme Tüv Austria. En facilitant et en accélérant l’assimilation du PLA par les micro-organismes du compost, cet additif permet désormais aux emballages et produits plastiques, même rigides, de rejoindre les épluchures et autres biodéchets dans des composteurs domestiques.

Un champ d’application florissant !

Les résines de PLA peuvent être mises en œuvre sans ajustements majeurs sur les outils existants de l’industrie de la plasturgie : un avantage notable qui permet l’appropriation du PLA par l’ensemble de la filière.

Le PLA est un polyester transparent et rigide à température ambiante, ce qui le distingue des autres résines compostables et biosourcées actuellement sur le marché. Le PLA se caractérise en effet par une transparence et une brillance qui se rapprochent de celles du verre, une bonne «imprimabilité», une résistance aux graisses et à de nombreux composés organiques et solvants, et par des propriétés barrière intermédiaires se rapprochant de celles du polystyrène. Le PLA peut donc être une alternative aux produits d’origine fossile dans de nombreuses applications.

Parce que c’est un matériau compatible avec un contact alimentaire, les usages du PLA pour ce secteur sont à l’heure actuelle les plus courants (sacs, pots, capsules, emballages, sachets pour infusions, …). Mais les applications tendent à se diversifier pour :

• la maison (revêtements de sols et de murs, rideaux, protections, textiles, sacs poubelle, sacs d’aspirateur, jouets, électroménager, lingettes, couches…),
• l’électronique (protection de smartphone, ordinateurs), les emballages divers, l’hygiène (lingettes, couches),
• l’agriculture (pots, films, ficelle, clips…), l’automobile (tableaux de bord, habillages),
• l’industrie (polybag, blister, bulles de calage…)

Rapidement, le PLA est également devenu le filament le plus utilisé pour l’impression 3D. Son caractère biodégradable entre parfaitement dans la mouvance de l’impression tridimensionnelle (production du strict nécessaire, à la demande, relocalisée). En outre, les filaments pour l’impression 3D sont en général composés de PLA en raison de ses propriétés thermiques et mécaniques très adaptées.

L’avenir serait donc au PLA

Tiré par une demande forte, le marché des bioplastiques est en nette progression : son rythme de croissance est estimé entre 10 et 15 % par an d’ici à 2025 (et bonne nouvelle, cette croissance n’entrera pas en compétition avec l’alimentation humaine ou animale) 100 % biosourcé et biodégradable, le PLA est l’un des premiers polymères renouvelables capables de rivaliser avec les polymères classiques en termes de performance, et d’environnement ! C’est pour cette raison que sa production n’a cessé de croître depuis 2001.

Aujourd’hui, il existe deux grands producteurs mondiaux de PLA : NatureWorks LLC et Total Corbion PLA. Pour faire face à la croissance du marché, la co-entreprise Total Corbion PLA, créée en 2017 par Total et l’entreprise néerlandaise Corbion, spécialiste de l’acide lactique, a démarré en 2018 la production d’une nouvelle gamme de PLA sous la marque Luminy®, produite à partir de canne à sucre sans OGM dans son usine de Rayong, en Thaïlande (avec une capacité de production de 75 000 tonnes par an). Total Corbion PLA prévoit aussi de se développer sur le site de Grandpuits, en France en 2024 (avec une capacité de production de 100 000 tonnes par an).

En parallèle, d’autres acteurs voient le jour : en Asie, la joint-venture Anhui BBCA & Galactic (avec une capacité annuelle de 40 000 tonnes), mais aussi PLA NEO Futerro qui projette une production de 100 000 tonnes d’ici 2024, une ambition partagée par l’acteur PLA ZERO (basé en Amérique du Sud). Ainsi, dans le monde, d’ici 4 ans, les capacités de PLA installées atteindront les 600 000 tonnes, de quoi répondre aux besoins de nombreux marchés…

Une solution efficace pour lutter contre la pollution des plastiques utiles

Parce qu’il est difficile de se passer du plastique dans certaines utilisations, un constat d’ailleurs partagé par la Convention Citoyenne pour le Climat qui s’accorde également sur le fait que : « l’emballage reste nécessaire dans de nombreux cas pour garantir les aspects sanitaires ou pour préserver la qualité du produit », le plastique compostable, et donc le PLA, se présente comme l’alternative permettant au plastique de rester utile à l’Homme, tout en respectant la planète.

La Convention Citoyenne pour le Climat a ainsi recommandé en juin 2020  « de mettre en place des mécanismes favorisant l’utilisation de matériaux biosourcés compostables, voire – à terme- pleinement biodégradables ».

Si vous ne connaissiez pas encore le PLA avant de lire cet article… vous risquez donc rapidement de l’utiliser (et de le composter) au quotidien !

Sources :

European Bioplastics, 2019

Convention Citoyenne pour le Climat, juin 2020

https://www.total.com/fr/expertise-energies/projets/bioenergies/pla-bioplastique#:~:text=Quant%20%C3%A0%20Total%2C%20il%20apporte,et%20son%20r%C3%A9seau%20commercial%20mondial.&text=Gr%C3%A2ce%20%C3%A0%20cette%20usine%20d,240%20000%20tonnes%20par%20an.