Biofragmentation

La biofragmentation est la biodégradation oxydative en fragments d'un matériau sous certaines conditions (présence d'oxygène, de micro-organismes, lumière, chaleur, etc.). Elle a été appliquée au début du XXI^e siècle à certains types de sacs de caisse en plastique, comme alternative à l'utilisation de polyéthylène HDPE (polymère le plus communément exploité pour former la matière plastique) afin de permettre une dégradation et biodégradation plus rapide de ces sacs lorsqu'ils sont perdus ou abandonnés dans la nature (sol, eaux, sédiments).

Présentation

La biofragmentation est la fragmentation d'un matériau engendrée par un processus biologique ; elle nécessite la présence de certains micro-organismes décomposeurs et d'humidité.
Par exemple, un produit constitué de matière issue de ressources renouvelables type amidon et d'un matériau biorésistant sera (par hydrolyse de la partie végétale) biofragmenté. Il en résulte des fragments persistants dans l'environnement. On parle aussi de désintégration du matériau.

L'oxobiodégradation intègre la notion finale de biodégradation, si cette dernière est prouvée par une méthode reconnue.

Assertions de dégradabilité remises en question

L’Université de Plymouth s’intéresse aux devenir des sacs en plastique et à leurs effets sur l’environnement, marin notamment, depuis le début du XXI^e siècle.

• En 2010, Tim O’Brine a publié dans « Marine Pollution Bulletin » une étude suggérant que les plastiques oxo-biodégradables (et que les plastiques conventionnels utilisés dans les sacs plastique) se décomposent nettement moins vite que les plastiques réellement biodégradables ;
• En 2015, dans Environmental Science and Technology une nouvelle étude, associant la même université montrait qu'en neuf semaines à peine, des sacs en plastique pouvaient asphyxier la surface de sédiments côtiers, en bloquant les flux d'oxygène, mais aussi de nutriments et de lumière ;
• Fin 2017, on montrait qu'un seul sac de caisse en plastique pouvait après avoir été déchiqueté par des organismes marins produire une quantité de microplastiques (environ 1,75 million de fragments microscopiques, notamment retrouvés dans les organismes filtreurs tels qu’huitres et moules ;
• En mai 2019, deux chercheurs ont testé l'oxobiodégradabilité et la biodégrabilité d'exemplaires de cinq sacs de courses parmi les plus utilisés en Grande-Bretagne : un sac dit biodégradable, deux sacs présentés comme oxo-biodégradables, et un sac compostable, comparés à un sac en polyéthylène conventionnel. Chacun de ces types de sac plastique a été testé dans trois environnements différents : exposé à l'air libre, enfouis dans le sol, ou immergés dans la Manche. Durant l'étude les auteurs ont périodiquement inspecté la surface des sacs, vérifié leur structure chimique et effectué des mesures de la tension de charge maximale supportée.
  Résultats : Après 9 mois, seuls les sacs exposés à l'air étaient fragmentés, mais aucun n'était totalement dégradés ;
  Après 3 ans, les plastiques supposés écologiques étaient au mieux (uniquement ceux exposés à l'air libre) fragmentés en morceaux de moins de 5 mm (devenant source potentielle de microplastiques dans l'environnement, ingérables par de nombreux animaux). Parmi tous ceux qui avaient été enfouis dans le sol et parmi ceux immergés en mer tous les modèles (hormis celui qui était étiqueté comme biodégradable) étaient encore assez solide pour transporter des courses. Seul le modèle de sac dit biodégradable immergé en mer avait totalement disparu (mais ce n'était pas le cas pour les mêmes sacs exposés à l'air ou enterrés ; dans le sol s'il présentait des signes de détérioration, il était encore présent après 27 mois).
  Cette étude a donc conclu qu'« il n’est donc pas évident que les formulations oxo-biodégradables ou biodégradables fournissent des vitesses de détérioration suffisamment avancées pour être avantageuses dans le contexte de la réduction des déchets marins par rapport aux sacs classiques ». Selon les auteurs, ce travail « met en lumière la nécessité d’établir des normes vis-à-vis des matières biologiquement dégradables où il sera important de préciser les voies d’élimination appropriées (i.e.préciser les conditions de température, pH et de lumière) ainsi que le taux de dégradation escompté ».
  « Constater que ces nouvelles ressources puissent se fragmenter en micro-plastiques, voire en nano-plastiques, crée des préoccupations supplémentaires sérieuses », a commenté le professeur Thompson (l'un des premiers scientifiques à avoir alerté, dans la revue Science, en 2004, sur la présence de microplastiques dans la colonne d'eau de mer).

Risques de confusion

Le processus de biofragmentation est à bien distinguer de l'oxofragmentation qui n'est qu'une fragmentation du plastique engendré par une oxydation du matériau sous l'effet de la lumière et du vieillissement, sans besoin de micro-organismes ni d'un taux d'humidité particulier.

Information produit : sacs de caisse

Exemples d'information (texte, logo) imprimée sur un sac plastique de caisse biofragmentable (à gauche) et deux sacs oxodégradables :

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Voir aussi

Articles connexes

• Gestion des déchets
• Protection de l'environnement
• Bioplastique
• Biopolymère
• Décomposition chimique
• Dégradation d'un polymère
• Antioxydant