Eco-conception d un plastique végétal recyclable

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1 Eco-conception d un plastique végétal recyclable L.Mentink Product Manager ROQUETTE Congrès européen éco-technologies pour le futur Lille - 14 Juin 2012

2 Qu appelle-t-on plastique végétal? Comment éco-concevoir un plastique végétal recyclable : - Choix de la matière première végétale - Choix du procédé et lieu de fabrication - Cahier des charges fonctionnel - Recyclabilité du plastique végétal Exemple du plastique végétal Gaïalène

3 Qu appelle-t-on plastique végétal? Productions Végétales Blé, Maïs, Pomme de Terre, Pois, Manioc, Colza, Soja, Palme, Tournesol, Betterave, Cane à sucre, Bois, Herbe Polymères naturels ou/et monomères biosourcés Plastiques végétaux Durables Recyclables Biodégradables Compostables

4 Bénéfices économiques : Plastiques végétaux : bénéfices attendus en terme de développement durable - Réduire la dépendance au pétrole et diversifier les approvisionnements en matière première - Valoriser les surfaces et les ressources végétales disponibles - Innover et apporter des nouvelles fonctions de valeur - Satisfaire les besoins des consommateurs (consommer responsable) Bénéfices environnementaux : - Utiliser des ressources renouvelables à brève échéance - Préserver les ressources fossiles - Réduire les émissions de CO2 (réchauffement planétaire) - Disposer d un puits à carbone (bénéfice de la photosynthèse) - Disposer de produits et services plus propres et plus durables - Limiter le transport des matières et produits Bénéfices sociaux et sociétaux : - Créer / reconvertir des emplois - Aménager le territoire et permettre un développement rural - Disposer de produits plus sains et plus sûrs

5 Comment éco-concevoir un plastique végétal recyclable? Choix de la matière première végétale Choix du procédé et du lieu de fabrication Recyclabilité du plastique végétal Cahier des charges fonctionnel du plastique végétal

6 Choix de la matière première végétale pour le plastique végétal Critères retenus pour le choix de la matière première végétale Technico-économiques - Matière première végétale disponible et abondante (ressource fiable) - Culture locale - Culture maîtrisée et gérable à brève échéance - Culture productive - Ressource végétale stockable - Culture neutre ou bénéfique / besoins alimentaires en protéines, fibres - Matière première végétale facile à extraire/purifier (par un procédé simple, propre et faiblement énergivore) - Matière première végétale facile à transformer Environnementaux - Faible empreinte carbone: - piège à carbone efficace : production de biomasse importante - culture à faibles intrants (engrais, énergie ) - Faible empreinte en terre - Faible empreinte en eau - Préservation de la biodiversité - Préservation de la forêt et des espaces protégés

7 Choix de la matière première végétale : options possibles Matières premières naturelles présentes dans les plantes Saccharides Protéines Lipides Résines & Latex Sucres Amidons et fécules Celluloses & lignocelluloses Zéine Gluten Soja Triglycérides Terpènes & Insaponifiables Caoutchoucs Gommes Pectines Alginates

8 Choix de la matière première végétale : les atouts de l amidon Amidon = Abondant dans de très nombreuses plantes (80 millions de tonnes extraits/an) Amidon = Polymère naturellement extrêmement pur et présent dans des granules Amidon = Granules facilement extraits en milieu aqueux (pas de solvant organique) Amidon = Polymère réactif et hydrolysable en un large éventail de dérivés

9 Choix de la matière première végétale : quelle plante amidonnière retenir? Cultures Critères de choix Maïs Blé Pomme de terre Pois féculière Disponibilité élevée localement (France) Oui Oui Limitée Non Ressource végétale gérable chaque année Oui Oui Oui Oui Ressource végétale stockable Oui Oui Non Oui Productivité élevée (faible empreinte en terre) Oui Oui Oui Non Besoin en eau limitée (faible empreinte en eau) Non Oui Variable Oui Faible besoin en intrants (engrais) Non Moyenne Oui Oui Absence d'ogm A vérifier Oui Oui Oui Co-production de protéines pour alimentation humaine Non Oui Non Oui le choix bu blé pour le plastique végétal Gaïalène

10 Comment éco-concevoir un plastique végétal recyclable? Choix de la matière première végétale Choix du procédé et du lieu de fabrication

11 Comment? Choix du procédé et du lieu de fabrication du plastique végétal - Une technologie nouvelle : fonctionnalisation directe de l amidon par greffage - Une technologie propre : intrants et déchets minimum et non polluants - Un process efficace: le minimum d étapes pour un haut rendement - Un process faiblement énergivore - Une énergie propre Procédé et lieu à retenir pour transformer de l amidon en plastique végétal Le choix de l extrusion réactive pour Gaïalène Où? - Minimiser les transports : Proximité / ressource en blé Proximité / marchés visés - S intégrer dans une bioraffinerie existante : Pour la disponibilité en amidon purifié Pour la valorisation des co-produits Le choix de Lestrem (F): la plus grande bioraffinerie d Europe

12 Gaîalène : son intégration dans une bioraffinerie de blé MAIZE GERM CAKE WHEAT GLUTEN BRAN WHEAT CORN STEEP LIQUOR OIL FIBRE AND GUMS MODIFIED CYCLODEXTRINS CYCLODEXTRINS XYLITOL CORN GLUTEN FEED FIBRE MAIZE GLUTEN MEAL STARCH SLURRIES LIQUID SORBITOL MANNITOL GLUCONO-DELTA- LACTONE HYDROLYSATE GLUCONATES AND LACTATES MANNOSE PULP PROTEIN PREGELATINISED STARCHES GLUCONIC ACID LACTIC ACID POTATO PEA MALTO DEXTRINS CARAMEL COLOUR OXIDISED GLUCOSE SYRUPS GLUCOSE SYRUPS MODIFIED STARCHES NATIVE STARCHES LYCASIN MALTITOL SYRUPS CATIONIC AND ANIONIC STARCHES DEXTRINS GRAFTED STARCHES EXTRUDED STARCHES GAÏALENE RESINS LIQUID SORBITOL DEXTROSE SORBITOL POWDER ISOSORBIDE MALTITOL POWDER

13 L empreinte environnementale de Gaïalène Les résines Gaïalene : Certifiés biosourcés à hauteur d au moins Génèrent seulement 0,74 kg de CO2 eq. par kg de resine depuis le berceau jusqu à la sortie d usine (avec prise en compte de la photosynthèse) Fixent 0,84 kg de CO2 par kg def résine. (grâce à la photosynthèse) Utilisent 35 % d énergie en moins pour leur synthèse comparativement aux polyoléfines Mobilisent 3 fois moins de terres arables / moyenne autres plastiques végétaux Stockage CO2 Emissions CO2 2,08 kg CO2eq. LDPE 2,00 kg CO2eq. PP Photosynthèse 1,58 kg CO2eq. GAIALENE -0,84 kg CO2eq. Résultats certifiés par Price Waterhouse Coopers Cradle to factory gate (1) ECOINVENT 2009

14 Comment éco-concevoir un plastique végétal recyclable? Cahier des charges fonctionnel du plastique végétal

15 Définition du cahier des charges fonctionnel du plastique végétal Usages du plastique végétal Comment? - Minimum de matière plastique pour remplir la fonction désirée : - performance suffisante (épaisseur identique ou mieux, réduite) - densité faible pour réduction la masse des produits finis - recyclabilité parfaite des freintes de production - Mise en forme peu énergivore (plus basses températures) - Transformable sur les équipements existants - Fonctions nouvelles d intérêt aptes à : - réduire le nombre d étapes de fabrication - réduire l ajout d additifs classiquement utilisés - Iso-matière ou matières plastiques miscibles entre elles : - faciliter le recyclage Où? - Minimiser les transports : Proximité / marchés visés - S intégrer dans une usine de plasturgie existante : Disposer des logistiques existantes

16 Gaïalene : des propriétés uniques et originales - Totalement miscibles aux polyoléfines - Transformables sur les équipements existants - Mise en forme à températures plus basses - Propriétés anti-statiques naturelles - Resistance au blush - Densité 30% inférieure /autres plastiques végétaux - Toucher doux et chaud - Facilté de mise en peinture - Facilité de coloration - Facilité de compoundage - Properties acoustiques intéressantes - Films Multicouches Multi-usages Flacons Multicouches, Pièces injectées

17 Comment éco-concevoir un plastique végétal recyclable? Recyclabilité du plastique végétal

18 Recyclabilité du plastique végétal Pourquoi? - Préserver les ressources renouvelables comme les ressources fossiles - Conserver le puits de carbone (le CO2 biogénique reste piégé) - Création d une économie circulaire vertueuse (créatrice d emplois) Recyclabilité en fin de vie Comment? - Stabilité et durabilité suffisantes du plastique végétal (non biodégradation) - Aptitude au tri (mécanique) - Intégration dans une filière existante - Valorisation par nouvel usage sans difficulté majeure - A défaut, être incinérable avec peu d émissions polluantes

19 Recyclabilité des résines Gaïalène Les freintes de production avec GAÏALENE sont recyclables après broyage directement dans les unités industrielles (démonstration réalisée chez plusieurs transformateurs). Par ailleurs, en fin de vie, les résines GAÏALENE peuvent être facilement reconnues et triées avec les technologies proche IR. (démonstration réalisée chez PELLENC avec CREPIM ) Les résines GAÏALENE séparées peuvent être réutilisées seules ou en mélange avec les polyoléfines avec lesquelles, elles sont parfaitement miscibles et compatibles. Les propriétés mécaniques des résines GAÏALENE restent bonnes même après 5 cycles d injection consécutifs.

20 Conclusion Les résines Gaïalene apportent une réponse aux nouveaux défis et besoins de la plasturgie : Issues de cultures végétales produites localement Mobilisent peu de terres agricoles Production conjointe de protéines et de fibres pour l alimentaire Pas d incidence sur les forêts et les espaces naturels protégés Empreinte carbone réduite de 65 % / polyoléfines Faible empreinte en eau Besoin en énergie réduit de 35 % /polyoléfines Adaptées aux équipements existants en plasturgie Permettent de fabriquer des produits plus propres Apportent de nouvelles fonctions d intérêt Recyclables en fin de vie

21 MERCI POUR VOTRE ATTENTION L unité de production de tonnes/an de Gaïalene à Lestrem (France)