Le PET contre-attaque
18 Oct 2021
Aujourd’hui vu comme un problème pour l’environnement, le PET pourrait bien être la solution de demain.
Comment emballer les denrées alimentaires et les boissons destinées à une population mondiale grandissante sur une planète qui se réchauffe ? Normalement, avec du plastique. La réponse comme l’explication sont simples et convaincantes. Bien qu’étant toujours plus vu comme un « mauvais élève » en matière d’environnement, le PET affiche des performances de tout respect quand il s'agit de répondre aux enjeux de la durabilité : de la sécurité alimentaire aux émissions de carbone, en passant par la conservation des ressources.
Les bouteilles de boissons en PET sont un bon exemple. À l’heure où les déchets plastiques qui envahissent les océans et la menace que représentent les microplastiques pour la santé humaine et animale sont à l’ordre du jour, l’image de ces formes de conditionnement en plastique et d’autres a pris du plomb dans l’aile. Il est certain que la mise au rebut sauvage des déchets plastiques est un gros problème et les experts concordent qu’il est urgent de mettre en place des politiques et des systèmes qui promeuvent le recyclage du plastique à travers le monde. Il est, cependant, tout aussi vrai qu’un examen plus attentif de ce matériau s’impose : le PET ou polyéthylène téréphtalate ou encore polyester. S’il constitue indéniablement une partie du problème actuel, le PET pourrait aussi être demain une grosse partie de la solution.
Un agneau déguisé en loup ?
En 2020, des chercheurs italiens ont effectué une analyse de cycle de vie (ACV) afin de comparer l’empreinte environnementale des bouteilles en PET à celle des bouteilles en verre. Leurs conclusions, publiées dans l’« International Journal of Life Cycle Assessment », ont établi que le PET recyclé (PETr) était le choix le plus écologique sur de nombreux plans comme le réchauffement mondial, l’appauvrissement de la couche d’ozone, l’acidification des terres, le manque de ressources fossiles, la consommation d'eau et la toxicité pour l’homme. Les bouteilles en PET se sont classées à la deuxième place, suivies du verre consignable, troisième, et du verre non consigné à la quatrième place.1 En 2021, une autre ACV, cette fois-ci commissionnée par l’International Bottled Water Association (IBWA), a montré que les bouteilles d’eau en PET étaient, et de loin, l’option la plus durable par rapport aux canettes en aluminium, aux briques en carton et aux bouteilles en verre en termes de poids, d’émissions de gaz à effet de serre et de consommation de combustibles fossiles et d’eau.2
Le PET est-il vraiment l’ami de l’homme ? L’étude de l’IBWA, par exemple, indique aussi que les bouteilles en PET lourdes à étiquette manchon, comme celles utilisées pour les boissons sensibles, ont une empreinte bien plus importante que le carton pour ce qui est des combustibles fossiles et des émissions de gaz à effet de serre. Cela tient principalement au fait que ces bouteilles en PET requièrent plus d’énergie que le carton durant la phase de production. Mais là encore, le futur s’annonce radieux pour le PET. Aujourd’hui déjà, en effet, les nouvelles technologies de production et de stérilisation de bouteilles réduisent considérablement le poids des bouteilles en PET utilisées pour les boissons sensibles, et améliorent nettement leur performance environnementale. Sans compter que les conditionnements en carton, qui sont souvent vus comme un remplaçant « plus vert » du plastique, sont en fait plus difficiles à recycler, en grande partie parce qu’ils sont composés de plusieurs couches et matériaux, dont de l'aluminium et du plastique. Pour les consommateurs aussi, recycler les briques en carton vides relève souvent du casse-tête. Faut-il les mettre dans la poubelle papier ou avec le plastique ? Est-ce que le centre de collecte local recycle le carton ? Il est certain que les systèmes de recyclage permettant de recycler les cartons multicouches sont bien moins répandus que ceux qui recyclent le PET, ce qui a pour conséquence qu’un pourcentage plus faible d’emballages en carton est recyclé.
Pour en savoir plus sur l’impact environnemental des emballages de boissons, nous avons contacté le Centre de compétence en soufflage, remplissage et emballage de GEA qui se trouve à Sala Baganza en Italie, et est la filiale de GEA spécialisée dans les technologies d’embouteillage aseptique pour les boissons à base de lait et les autres boissons sensibles comme les jus et les smoothies. En fonction des besoins de ses clients, GEA fournit des technologies intégrées de remplissage et d’operculage aseptiques, de décontamination des préformes et des bouteilles et de soufflage/remplissage pour toutes les préformes en PET, bouteilles en PET/PEHD et fermetures pour les boissons à forte et faible teneur en acide. Sa machine d'extrusion-soufflage aseptique rotative, une première mondiale, figure parmi les solutions qui aident à réduire le poids et l’empreinte environnementale des bouteilles en PET. Depuis plus de 30 ans désormais, la mission de GEA est de fournir des solutions d’embouteillage qui soient les plus sûres, efficaces et durables possible. Et, pour cela, le plastique est un choix logique.
Protéger les ressources précieuses
Le Gestionnaire de l’innovation chez GEA est Mme Barbara Bricoli. Spécialiste de la R&D, Mme Bricoli aide GEA à faire en sorte que ses systèmes d’embouteillage gardent une longueur d’avance sur le plan des performances et de la durabilité. Pour cela, cette chercheuse et son équipe testent les « limites » du PET recyclé et d’autres remplaçants plus durables du PET vierge, comme le PET biosourcé. Leur objectif est d’offrir des boissons qui soient les plus sûres, fraîches et nutritives possible, qui aient une durée de conservation record et qui soient conditionnées dans des bouteilles ayant la plus petite empreinte environnementale possible. « Je pense que les gens ont tendance à négliger l’élément le plus important de l'emballage : ce qu’il contient », explique Mme Bricoli. « Dans notre cas, nous sommes spécialisés dans les boissons à base de lait et les autres boissons sensibles et, compte tenu de la demande grandissante d'aliments et de boissons nutritives, ce contenu constitue vraiment une ressource précieuse. »
Le PET est le plus performant sur le double plan de la sécurité et de la préservation des qualités nutritionnelles, et il offre aussi l’avantage de minimiser les déchets alimentaires, qui constituent aujourd’hui un problème environnemental critique ». – Barbara Bricoli, Directrice de l’innovation, Technologies pour les liquides et le remplissage chez GEA
– Barbara Bricoli, Directrice de l’innovation, Technologies pour les liquides et le remplissage chez GEA
L’impact environnemental des déchets alimentaires est, en effet, important. L’étude « Food wastage footprint » (Empreinte écologique du gaspillage alimentaire) effectuée par l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l'agriculture (FAO) révèle que l'empreinte carbone des pertes et du gaspillage alimentaire est estimée à 3,3 gigatonnes tonnes d’équivalent de CO2. Si le « gaspillage alimentaire » était un pays, il se classerait troisième au palmarès des émissions derrière les États-Unis et la Chine.3 Comme l’étude le souligne, des milliards d’hectares de terres (près de 30 % des superficies agricoles du monde) servent à produire de la nourriture perdue ou gaspillée, ce qui consomme aussi un volume impressionnant des ressources d’eau douce de la Terre et a un impact négatif important sur la biodiversité.
Réduire les pertes et gaspillages alimentaires est un des principaux leviers pour s’attaquer aux défis environnementaux actuels. Et pour en venir aux boissons sensibles, la réduction des déchets commence dès la première étape essentielle de l’embouteillage : le remplissage aseptique. « La décontamination est un autre aspect du conditionnement qui est souvent négligé, alors que pour nous c’est le problème numéro un, car c’est un aspect essentiel pour la sécurité alimentaire, pour allonger la durée de conservation et pour minimiser les déchets alimentaires. Et le PET apporte des avantages supplémentaires dans ce domaine », explique B. Bricoli, qui possède un PhD en chimie. « Si vous le moulez, le PET peut prendre pratiquement toutes les formes. Nous exploitons cette propriété en travaillant avec des préformes légères que nous pouvons décontaminer avant le moulage par soufflage. Cela résout le problème du rétrécissement dû à la stérilisation, ce qui permet d’utiliser des bouteilles plus légères qui utilisent moins de plastique. Cela signifie aussi que nous utilisons nettement moins d’eau et de produits chimiques au cours du processus de stérilisation. » C’est un avantage de plus pour l’environnement.
Le recyclage, une vocation naturelle
Il est certain que la durabilité du PET est un problème quand il finit dans les océans, les rivières et les décharges, car il ne se dégrade pas, ni biologiquement ni chimiquement. Mais cette caractéristique est sans doute aussi son avantage le plus intéressant pour l’environnement : il est recyclable à l’infini et peut même être « upcyclé ». Le vieux PET, qui est du polyester, peut être utilisé non seulement pour fabriquer de nouveaux récipients et bouteilles de qualité alimentaire, mais aussi pour toute une série d’articles, qui vont de la moquette aux vêtements, en passant par les pièces détachées pour l'automobile et les matériaux de construction. Une fois nettoyé, déchiqueté et fondu, le PET recyclé, qui est en tout similaire au PET vierge, est prêt pour prendre de nouvelles formes et fonctions. Pour attirer l’attention sur ce point, un musée du plastique a ouvert ses portes à Madrid en mai 2021 afin de servir de vitrine aux nombreuses utilisations et aux avantages inattendus des plastiques. Dix jours plus tard, à l’occasion de la Journée mondiale du recyclage, l’ensemble du musée (le bâtiment et tout ce qu’il contenait) a été entièrement recyclé. Cela ne se limite pas à être une bonne idée. Les fabricants ont commencé depuis longtemps à se servir du PET recyclé comme d’un matériau précieux qui permet d'économiser les ressources. Et aujourd’hui, alors que la sensibilisation augmente dans le grand public, les entreprises qui agissent bien le font savoir. Un autre exemple est celui de Grundig qui s’est offert des pages de pub pour expliquer au grand public comment elle utilise du PET recyclé pour les tambours de ses lave-linge et sèche-linge.
Chez GEA, nous nous concentrons sur l’utilisation de PET recyclé (le PETr) pour fabriquer de nouvelles bouteilles de qualité alimentaire. « Le PETr est probablement la tendance la plus importante dans le domaine de l’embouteillage, vu que les nouvelles règlementations imposent des quantités minimales de PETr », explique B. Bricoli. La Directive sur les plastiques à usage unique de l’Union européenne requiert que les bouteilles en PET contiennent au moins 25 % de plastique recyclé d’ici 2025 et qu’à compter de 2030, les bouteilles pour boissons en plastique contiennent au moins 30 % de plastique recyclé4. La question que s’est posée GEA est de savoir si le PETr présentait des problèmes pour un embouteillage sûr et efficace. B. Bricoli et son équipe de R&D ont cherché à répondre à cette question en comparant les performances de bouteilles en PET vierge, de bouteilles avec 50 % de PETr et de bouteilles 100 % en PETr dans deux processus aseptiques différents : la stérilisation à sec au péroxyde d’hydrogène (sur les préformes) et la stérilisation par voie humide PAA (sur les bouteilles). « Nous avons découvert que la quantité de PETr utilisée pour la préforme ou la bouteille n’avait pas d’impact sur le processus de stérilisation en termes d’efficacité microbiologique et de résidus chimiques sur l'emballage à l’issue du traitement », indique B. Bricoli. « En ce qui concerne le processus de décontamination, nous avons démontré que le PETr se comportait exactement comme le PET vierge. » Aujourd’hui déjà, les systèmes GEA prennent en charge l’utilisation du PETr à 100 %. « Le seul inconvénient quand vous utilisez du PETr à 100 %, c’est sa couleur légèrement jaune », a ajouté B. Bricoli. « Mais cela peut être résolu en ajoutant des additifs colorés au plastique, un exemple est la bouteille en PET « bleu » du lait Parmalat. »
Le bio-PET : la nouvelle génération ?
Sur le plan environnemental, les avantages de l'utilisation du PETr sont clairs. Plus il y a de PET de recyclé, moins il y a de déchets qui finissent dans l'environnement, sans compter qu’il faut moins de pétrole brut pour produire des granulés vierges. Mieux encore, le procédé de recyclage du plastique est bien moins gourmand en énergie que la production de plastique vierge à partir de matières premières.5 Mais vu qu’il n’est toutefois pas toujours possible de de remplacer le PET par du PETr, les chercheurs s'intéressent aujourd’hui à l'utilisation de PET dérivé de cultures alimentaires, comme la canne à sucre et le maïs, ou de matières premières cellulosiques comme la paille de maïs. En remplacement du PET d’origine fossile conventionnel, le BioPET a le potentiel de réduire encore l’empreinte environnementale du PET. « Il y a différentes voies qui mènent de la biomasse au PET et nous en sommes encore aux premières phases de développement, mais la recherche montre que les émissions de gaz à effet de serre sur le cycle de vie du PET vierge 100 % biosourcé (PETv) peuvent être nettement plus faibles que celles du PETv fossile ou du PETr », précise B. Bricoli. « Un inconvénient potentiel est que la production de PET biosourcé consomme de manière générale plus d'eau, car elle emploie des matières premières agricoles ou dans certains cas à cause du processus de fermentation, mais je pense que ces procédés iront s’améliorant, car ce domaine suscite de plus en plus d’intérêt et que l’on y consacre des ressources croissantes. »
À court terme, le bioPET s’annonce particulièrement prometteur, car contrairement à d’autres plastiques biosourcés il ne requiert pas d’adaptation ; sa structure chimique est identique à celle du PET traditionnel, ce qui permet de l’utiliser directement dans l’infrastructure existante. « Aujourd’hui, nos systèmes d’embouteillage et de remplissage pourraient gérer du PET biosourcé », confirme B. Bricoli, qui ajoute que « si la clientèle ne l’utilise pas en ce moment, c’est probablement parce qu'il n’est pas encore disponible en quantités suffisantes à un prix rentable ». Comme dans le cas des carburants alternatifs, les matières d’origine fossile ont encore l’avantage sur le plan du coût.
L’évolution des mentalités, une nécessité
Compte-tenu qu’il peut être utilisé, réutilisé et valorisé, et produit à partir de toute une gamme de matières premières différentes, le PET (et en particulier le bioPET) est un excellent candidat pour l’économie circulaire du futur. En 2018 déjà, un article intitulé « Bio-based Plastics – A Building Block for the Circular Economy? » (Les plastiques biosourcés : un bloc de construction pour l'économie circulaire ?) publié dans ScienceDirect et présenté à la CIRP Conference de 2018 sur l’ingénierie circulaire à Copenhague, se concluait par une note optimiste : « Le plastique biosourcé pourrait être un bloc de construction adapté à l'économie circulaire si l’on développe des voies d’économie vraiment circulaire. » Compte tenu des nombreuses critiques que suscite le plastique aujourd’hui, il peut être surprenant de voir les mots « plastique » et « économie circulaire » cohabiter au sein d’une même phrase. Mais la réalité n’est pas loin. La science est là, la technologie aussi. « Nos systèmes peuvent gérer le PETr à 100 % et peuvent gérer les bouteilles en 100 % bioPET », précise B. Bricoli. « Le plus gros obstacle en ce moment, ce n’est pas le manque de solutions ni même un problème d’ordre technique : c’est le comportement des consommateurs. »
Le PET n’est un problème que si les gens y voient un matériau jetable bon marché et non pas la précieuse ressource qu’il est en réalité. »– Barbara Bricoli, Directrice de l’innovation, Technologies pour les liquides et le remplissage chez GEA
– Barbara Bricoli, Directrice de l’innovation, Technologies pour les liquides et le remplissage chez GEA
Références
1. « Plastic or glass: a new environmental assessment with a marine litter indicator for the comparison of pasteurized milk bottles », Stefanini, Borghesi, Ronzano & Vignali, International Journal of Life Cycle Assessment, Juillet 2020.
2. https://bottledwater.org/environmental-footprint/
3. http://www.fao.org/3/i3347e/i3347e.pdf
5. https://www.recycling-magazine.com/2020/06/08/pet-recycling-towards-a-circular-economy/
