Culture - Les plastiques se mettent au vert

Une équipe zurichoise a réussi à fabriquer du plastique bio avec des bactéries. Mais l’avenir du produit passe par les plantes.

Epicerie de quartier Migroop, 2047. Selena et son fils déambulent aux rayons des laitages quand le jeune garçon plante les freins, hypnotisé par un yaourt géant au salami. Comprenant qu’en cédant au désir de son fils, elle aurait la paix pour le reste de son marché, la mère saisit un yoghourt et le tend à sa progéniture qui s’empresse de la déglutir avec un soin proche du perfectionnisme. Petit bémol à cette belle tranche de vie, à la fin de l’exercice, le garçon jette nonchalamment le pot dans une poubelle. La mère : « Allons Romuald, tu sais bien que c’est du plastique bio. Reprends-le, nous le mettrons dans le compost à la maison. »
Facile, dira-t-on, de décliner des absurdités à propos d’un futur plein de peut-être. Oui mais ce fameux futur se construit aujourd’hui. Et qu’on se le dise, le plastique « vert » est déjà une réalité, même s’il n’est qu’une réalité de laboratoire.
Pour fabriquer le leur, Bernard Witholt, de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich, et Thomas Egli, de l’Institut fédéral pour l’aménagement, l’épuration et la protection des eaux (IRAEPE), se sont attaché les services d’une colonie de bactéries bien dressées. Et après bien des années de recherches, ils ont réussi à produire une quantité suffisante de ce plastique « vivant » - quelques centaines de grammes - pour que le produit puisse envisager une carrière commerciale, même s’il n’est pas encore question de parler de pot de yoghourt. « Pour l’instant, précise Bernard Witholt, nous ne visons que les applications médicales car les quantités ne peuvent guère dépasser quelques kilos et le coût reste élevé. Ce plastique peut servir de guide à la repousse de certains tissus particuliers comme ceux de la paroi de la vessie. On peut aussi l’utiliser comme tuteur pour aider à la culture de vaisseau sanguin ou encore à la fabrication de fils de suture. Car ce plastique a le potentiel de devenir parfaitement dégradable dans le corps humain. »
Mais comment diable une bactérie peut-elle fabriquer un matériau que l’on jurerait artificiel ? C’est que les plastiques (synthétiques) appartiennent à la grande famille des polymères et que ces derniers sont particulièrement bien représentés dans le monde vivant qui en fabrique à tour de bras. Longues molécules constituées de quelques dizaines de milliers d’unités simples baptisées logiquement monomères, les polymères « naturels » sont partout, dans la kératine qui protège nos ongles et nos cheveux ou encore dans les polysaccharides, qui, chez les plantes, assurent le stockage des sucres et même dans le fil qui constitue la toile de l’araignée et qui est aussi la fibre polymère la plus solide connue à ce jour.

A bon régime, bonne qualité
De là à ce que la nature fabrique du bon vieux plastique classique, genre polyéthylène, il y a un pas. Certaines bactéries ont cependant d’excellentes prédispositions. Elles produisent naturellement sous forme de microgranules de 0,2 à 0,5 micron, un polymère baptisé polyhydroxyalcanoate ou plus simplement dit PHA. Des microgranules qui sont comme autant de garde-manger puisqu’elles piègent le carbone qui avec l’azote constitue la base de l’alimentation bactérienne. Et, bonne nouvelle : la PHA, comme son cousin le plastique commun, affiche des caractéristiques similaires d’hydrophobie et d’élasticité.
« Le travail de mon collègue Thomas Egli, continue le spécialiste zurichois, a consisté à augmenter la production de PHA par les bactéries. Pour cela, nous avons trouvé un régime efficace. On les affame un peu, tout en leur donnant des doses très précises d’azote et de carbone. Mais nos progrès ne sont pas seulement d’ordre quantitatif, mais également qualitatif. Car en agissant sur le type de carbone que l’on fournit aux bactéries, on parvient à commander telle ou telle qualité de bioplastique. »
Une fois « mûrs », les microbes sont figés dans la glace - afin de les empêcher de consommer leurs réserves de PHA - avant d’être lyophilisés et dissous. Finalement, le plastique est extrait grâce à des solvants organiques et récolté une fois ceux-ci évaporés. La méthode s’est révélée tellement prometteuse que ses inventeurs ont intéressé une entreprise qui entend la développer pour commercialiser du bioplastique destiné au secteur médical. Bernard Witholt ne s’attend pourtant pas à des miracles. Et doute qu’il soit un jour possible à ses bactéries de produire des quantités de PHA telles qu’elles permettront de fabriquer des pots de yoghourt.
« Aujourd’hui, un kilo de plastique commun, obtenu par la pétrochimie revient à un peu moins d’un franc. Les meilleures prévisions pour notre méthode annoncent un prix entre 5 et 10 francs. A moins d’avoir une fantastique conscience écologique, les consommateurs ne sont pas prêts à payer un tel prix. L’avenir de la production du plastique bio passe sans doute par les plantes. »
Les plantes ? Comment ça les plantes ? Si, si. Il suffit de demander à Yves Poirier de l’Institut d’écologie - biologie et physiologie végétales de l’Université de Lausanne. Voilà plusieurs années déjà que ce biologiste d’origine canadienne tente par le biais des techniques génétiques de modifier des végétaux de sorte qu’il leur soit possible de produire différentes molécules de plastique.
« Faire du plastique avec des plantes offre plusieurs avantages, explique le biologiste de Lausanne. Tout d'abord, il n'y a pas besoin de bioréacteur comme avec des bactéries. La lumière du soleil suffit, grâce à la photosynthèse. D’ordinaire on se sert des plantes pour extraire le sucre qui permet d’alimenter les bactéries. Avec la méthode que nous développons, il n’y a plus d’intermédiaires. Les plantes font tout, de A à Z. »
Comme les bactéries, les plantes connaissent les polymères et en fabriquent naturellement. Le principal d’entre eux dérive de l’amidon. Le seul problème avec ce plastique végétal, c’est qu’il se révèle sensible à l’eau. Un mauvais point quant on attend notamment d’un matériau qu’il soit hydrophobe. Il n’y a pas mille façons de remédier au problème : il faut enseigner aux plantes à produire un plastique résistant. Et le meilleur moyen de le faire, c’est de leur donner la bonne recette, autrement dit un gène que l’on a prélevé chez une bactérie et que l’on introduit dans le génome végétal. « Nous avons réussi avec succès à produire du PHB bio, reprend Yves Poirier. Mais ce polymère était trop sec et cassant. C’est pourquoi nous avons cherché à fabriquer de bons élastomères. Notre seul problème, c’est la quantité. Elle est encore trop faible. La production ne dépasse pas 0,4 % du poids sec de la plante. Or le seuil de rentabilité se situerait au-delà de 10%. »

Un produit de luxe
L’ère du plastique bio sera faste. Mais elle n’est pas encore d’actualité pour une bonne raison : le plastique pétrochimique reste de loin le meilleur marché et, à ce stade, le plastique vert est un objet de luxe. « Dans ces conditions, explique Philippe Béguelin du Département des matériaux à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), il faut faire au mieux avec ce que l’on a. Longtemps, l’incinération des plastiques a passé pour une hérésie. On commence à changer de point de vue. Aujourd’hui, 6% seulement du pétrole extrait est destiné à la fabrication de plastique. Le reste est utilisé pour nos besoins énergétiques. On peut ainsi voir le plastique comme une étape supplémentaire dans le cycle de vie de l’énergie fossile. Lors de leur élimination dans les stations d’incinération, l’énergie contenue dans le plastique est récupérée. Ce calcul vaut pour autant que l’on dispose de moyens de récupération efficaces et que l’on s’assure que les plastiques sont fabriqués de telles façon que leurs produits de combustion soient les plus inoffensifs possible pour l’environnement. »
Reste que tout le monde s’accorde à dire qu’une fois l’ère de l’or noir achevée, celle du plastique vert commencera. Les plantes sont l’avenir de l’homme industriel, qui l’aurait cru ?

L’Hebdo, 9 mars 2000, Pierre-Yves FreiLe Figaro, 11 décembre 2000, Marc Mennessier