- Des chercheurs de South Dakota State University ont réussi à extraire de la cellulose de sarments de vigne et à développer un film de type plastique plus résistant que les plastiques existants et biodégradable en peu de temps
- Les plastiques actuels, non renouvelables et générateurs de microplastiques, provoquent une pollution environnementale et des problèmes pour la santé humaine
- L’utilisation de coproduits agricoles comme matériaux cellulosiques pourrait créer une nouvelle valeur écologique et avoir un effet de substitution au plastique
- Le film à base de sarments de vigne présente une grande transparence, se décompose complètement dans le sol en moins de 17 jours et ne laisse aucune toxicité résiduelle
- Cette recherche montre qu’elle peut contribuer concrètement à la commercialisation d’emballages biodégradables et à la mise en place d’une bioéconomie circulaire
Contexte de la recherche et problème des déchets plastiques
- Aujourd’hui, la plupart des emballages sont en plastique à usage unique, fabriqué à partir de ressources non renouvelables comme le pétrole, et nécessitent plusieurs centaines d’années pour se dégrader naturellement
- Seuls 9 % des plastiques sont recyclés ; le reste demeure dans l’environnement et contribue à la formation de vastes zones d’accumulation de déchets comme le Great Pacific Garbage Patch
- Dans l’environnement, les plastiques se fragmentent en microplastiques et nanoplastiques, qui sont inhalés ou ingérés par les humains et les animaux
- Les effets à long terme sur la santé humaine des microplastiques restent encore insuffisamment étudiés
Les recherches du professeur Srinivas Janaswamy sur des substituts écologiques au plastique
- Srinivas Janaswamy, professeur associé au département Dairy and Food Science de South Dakota State University, travaille sur le développement de produits à valeur ajoutée à partir de coproduits agricoles
- Son objectif est de mettre au point des alternatives écologiques pour répondre à la crise de la pollution plastique
- Aux États-Unis, les sacs de courses en plastique constituent une part importante des déchets plastiques, dont la plupart finissent dans l’environnement après un seul usage
- L’objectif ultime du professeur Janaswamy est de développer des sacs de type plastique capables de se dégrader dans l’environnement
Matériau clé : la cellulose
- La cellulose est le polymère organique le plus abondant, très présent dans les parois cellulaires des plantes
- Grâce à ses fortes liaisons hydrogène et à ses chaînes de glucose, elle apporte rigidité structurelle et durabilité
- L’être humain utilise déjà la cellulose depuis longtemps dans de nombreux domaines, comme les textiles (coton) ou le bois
Extraction de cellulose à partir de divers coproduits agricoles
- Le professeur Janaswamy extrait de la cellulose de nombreuses matières premières, notamment pelures d’avocat, enveloppes de soja, luzerne, switchgrass, marc de café, rafles de maïs et peaux de banane
- À partir de cette cellulose, son équipe tente de développer des films semblables au plastique, avec des niveaux variables de transparence, de résistance et de propriétés selon les matériaux
- Ces films biodégradables présentent un potentiel pour diverses applications, notamment dans l’emballage
Les sarments de vigne et une nouvelle collaboration
- La spécialiste de la vigne Anne Fennell a remarqué la forte teneur en cellulose des sarments de vigne et leur potentiel d’utilisation, puis a lancé une collaboration avec l’équipe du professeur Janaswamy
- Ces sarments sont produits en grande quantité chaque année après la taille et étaient jusqu’ici peu valorisés, généralement broyés puis épandus au sol ou brûlés
- Les sarments taillés en hiver sont pauvres en humidité et riches en cellulose, ce qui les rend adaptés comme matériau de substitution au plastique
Caractéristiques du film issu des sarments de vigne et effets attendus
- Le film à base de sarments de vigne obtenu après extraction de la cellulose est transparent, résistant et se décompose complètement dans le sol en moins de 17 jours
- Des tests ont confirmé qu’il présente une résistance à la traction supérieure à celle des sacs plastiques classiques
- Sa transparence permet aux consommateurs de voir facilement le contenu, ce qui lui donne un fort potentiel pour une application dans l’emballage alimentaire
- Les chercheurs ont récolté des sarments dans le vignoble de SDSU, puis les ont séchés, broyés et transformés pour fabriquer le film
Contribution à la durabilité et à la bioéconomie circulaire
- En recyclant les sarments issus de la taille de la vigne, habituellement jetés après usage, comme ressource cellulosique, cette approche pourrait à la fois améliorer la gestion des déchets agricoles et contribuer à résoudre le problème de la pollution plastique
- Le développement de films respectueux de l’environnement offre une approche concrète pour dynamiser une bioéconomie circulaire et protéger l’environnement
- La recherche est financée par le département américain de l’Agriculture et la National Science Foundation
Conclusion
- Le film biodégradable à base de sarments de vigne apparaît comme un matériau prometteur pour remplacer les plastiques existants et atténuer les problèmes environnementaux
- Sa dégradation rapide, sa grande résistance et son potentiel pour l’emballage alimentaire suscitent de fortes attentes en matière de commercialisation et d’efficacité concrète
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