Des innovateurs développent des alternatives à base d'algues aux emballages alimentaires en plastique

Un pêcheur Taytay à Palawan, aux Philippines, récolte des algues comme source alternative de revenus. 

Des chercheurs de l'université Flinders et de la société allemande de biotechnologie one • five ont créé un revêtement à base d'algues conçu pour remplacer le plastique utilisé dans les emballages de restauration rapide.

De nombreux contenants et emballages alimentaires contiennent des plastiques nocifs dérivés de combustibles fossiles qui ne se biodégradent pas. Ils se décomposent en microplastiques qui polluent l'environnement et endommagent les écosystèmes marins.

Aux Philippines, le chercheur Denxybel Montinola a mis au point un autre type de film naturel à base de mangue et d'algues qu'il espère commercialiser cette année.

Le développement de bioplastiques et de revêtements à base d'algues pourrait améliorer les moyens de subsistance des cultivateurs d'algues qui bénéficieraient d'un secteur industriel qui les aiderait à nourrir leurs familles et à envoyer leurs enfants à l'école.

Les algues, un nom générique utilisé pour décrire différents types de plantes marines présentes dans différents plans d'eau, fournissent non seulement de la nourriture et un abri aux animaux marins, mais peuvent également aider à résoudre le problème de la pollution plastique. Des chercheurs de l'Université Flinders en Australie et de la société allemande de biomatériaux one • fıve ont mis au point un nouveau matériau de revêtement non polluant à base d'algues "conçu pour remplacer les revêtements plastiques traditionnels à base de fossiles utilisés dans les emballages de restauration rapide résistants aux aliments". ”

L'initiative vise à transformer l'emballage et la fabrication de plastique à l'échelle mondiale, en réduisant considérablement la dépendance aux polluants plastiques conventionnels, selon le communiqué de presse de l'Université Flinders .

Le matériau utilisé pour emballer les hamburgers et les frites de restauration rapide est généralement laminé avec une fine couche de plastique pour le rendre résistant à la graisse, mais cela pose un problème de recyclage, car cette couche est généralement constituée de polymères synthétiques, dérivés du pétrole, comme le polyéthylène . ou polypropylène. Ce matériau n'est pas biodégradable et se décompose en petits morceaux appelés microplastiques.

Des chercheurs de one • fıve et de Flinders ont développé une alternative : un revêtement à base d'algues qui n'est pas fabriqué à partir de polymères synthétiques, qui correspond aux objectifs des récentes propositions de révision des règles de l'UE sur les emballages et les déchets . Les principaux objectifs des règles proposées sont de réduire la production de déchets d'emballages, d'augmenter le recyclage « en boucle fermée » de haute qualité, de réduire le besoin de ressources naturelles primaires et de créer un marché qui fonctionne bien pour les matières premières secondaires que l'utilisation de plastique recyclé augmentera.

Pour que les plastiques biodégradables et compostables aient un impact environnemental positif, ils doivent répondre à un certain nombre de conditions. Premièrement, la biomasse utilisée pour produire des plastiques doit être d'origine durable. Deuxièmement, les plastiques biodégradables doivent être utilisés avec prudence et ne pas servir d'excuse pour se salir. Enfin, les plastiques compostables industriellement ne seront autorisés que pour certains produits et ne doivent être utilisés que lorsqu'ils présentent des avantages environnementaux, n'affectent pas négativement la qualité du compost et en présence d'un système adéquat de collecte et de traitement des déchets organiques.

Selon Zhongfan Jia, chercheur principal au Flinders Institute for Nanoscale Science and Technology, le matériau de revêtement à base d'algues qu'ils ont développé utilise des polymères naturels au lieu de produits à base de combustibles fossiles. Contrairement aux polymères synthétiques, les polymères naturels se trouvent dans la nature et sont extraits de plantes ou d'animaux. Le nouveau matériau de revêtement est dérivé de l'alginate de sodium , qui est obtenu à partir d'algues brunes et généralement utilisé comme agent épaississant, gélifiant, émulsifiant et stabilisant qui améliore également la texture du produit.

Comme l'a expliqué Jia, les extraits d'algues ont une structure similaire aux fibres naturelles à partir desquelles le papier est fabriqué : de simples modifications chimiques ont été apportées pour améliorer les propriétés de résistance à la graisse et à l'huile afin de conserver les aliments pendant un certain temps.

"Fondamentalement, nous apportons des modifications simples tout en conservant les propriétés biodégradables ou biocompatibles du polymère d'algues juste pour obtenir plus de propriétés", a déclaré Jia. "

Alors que le matériau de formulation du revêtement est fabriqué à partir de polymères naturels extraits d'algues originaires de la côte sud de l'Australie, Jia affirme qu'il est également possible pour d'autres pays d'adopter cette technologie.

"[Si] nous sommes en mesure de l'extraire ici, nous n'aurons pas besoin d'importer les algues d'ailleurs, mais cela ne signifie pas que [ces algues] ne peuvent pas être utilisées ailleurs", a déclaré Jia. « Faire pousser des algues et en extraire le polymère n'a de sens que si [les autres] trouvent leur fonction ».

Dans différents pays, les algues sont utilisées de différentes manières. Au Japon, en Corée et en Chine, les algues sont utilisées comme nourriture pour l'homme : fraîches, séchées ou comme ingrédient dans des aliments préparés. En Indonésie , ils sont utilisés dans la fabrication de gobelets comestibles et d'emballages alimentaires, entre autres, pour résoudre le problème des déchets plastiques. Ils peuvent également être utilisés à des fins industrielles en extrayant l'alginate, l'agar et le carraghénane, qui sont des agents épaississants et gélifiants.

Algues et bioplastiques aux Philippines

Aux Philippines, l'un des principaux producteurs mondiaux de plantes aquatiques, des chercheurs développent de nouvelles solutions au problème des emballages plastiques, ainsi que de nombreuses autres utilisations des algues. Depuis les années 1970, la culture commerciale des algues est devenue l'une des activités côtières les plus importantes des Philippines, soutenant plus de 200 000 familles. En particulier, il est apprécié pour le carraghénane, un additif semblable à la gélatine utilisé comme épaississant et stabilisant pour de nombreux produits alimentaires et cosmétiques tels que la crème fouettée, le lait au chocolat et la crème glacée.

En 2019, un Philippin du nom de Denxybel Montinola a défrayé la chronique en développant un film bioplastique à base de mangue et d'algues, deux matières premières abondantes dans le pays. Il a soumis son invention au concours DOST-BPI Science Awards 2019 et a été l'un des 30 étudiants de premier cycle exceptionnels à avoir reçu un prix pour leurs recherches scientifiques et leurs innovations.

« Les algues poussent très vite, nous pouvons donc les utiliser en toute sécurité et de manière durable. De nos jours, nous sommes très attentifs à la durabilité, nous voulons donc utiliser une matière première qui ne nuit pas à l'environnement, et ce sont les algues »,

Les algues sont des "producteurs primaires", ce qui signifie qu'elles tirent leur énergie de la lumière du soleil et des matériaux nécessaires de sources non vivantes, et qu'elles se développent rapidement, environ 30 à 60 fois plus vite que les plantes terrestres.

La mangue, le fruit national des Philippines, est le troisième fruit le plus récolté du pays : en 2015, le pays se classait au septième rang des exportations de mangues fraîches et séchées.

Comme l'a expliqué Montinola, le bioplastique qu'il a développé est fabriqué en traitant les matières premières pour en extraire ses polymères : le carraghénane d'algues et la pectine de pelures de mangue. Ces polymères ont été combinés sans utiliser de plastifiant, qui est un composant artificiel pour rendre le matériau élastique comme ceux à base de pétrole, qui est donc biodégradable.

. Ainsi, il ne se transforme pas en microplastiques, comme les plastiques traditionnels à base de pétrole », a déclaré Montinola.

Selon Montinola, cette invention utilise une ressource qui serait autrement gaspillée car les pelures de mangue sont un sous-produit de la production de mangues. Les utiliser plutôt que de les laisser pourrir peut offrir une source de revenus supplémentaire aux agriculteurs si la production de bioplastique à base de mangue et d'algues doit être développée.

Montinola convient également qu'il serait possible pour d'autres pays d'adopter sa technologie, en fonction de leur capacité à produire ou à se procurer les matières premières nécessaires.

« Si le pays ne produit pas de mangues ou d'algues, nous pourrions essayer d'utiliser d'autres matières premières… Les algues sont un produit résistant qui peut beaucoup pousser dans les climats tropicaux ou froids.

La commercialisation des bioplastiques à base d'algues

Les matériaux de revêtement biologique pour les emballages de restauration rapide mis au point par l'université Flinders et un • cinq sont destinés à un usage commercial. Cependant, la production en volume industriellement significative du revêtement en polymère naturel est toujours en cours, selon Jia.

« Nous essayons de créer un produit qui peut être adapté à la chaîne de production actuelle de l'industrie. Cela rendrait la commercialisation plus rapide et moins chère car il ne serait pas nécessaire de construire de nouvelles usines », a déclaré Jia.

La phase de recherche est terminée et l'invention fonctionne au niveau du laboratoire, a déclaré Jia. La prochaine étape consistera à tester la sécurité de ce revêtement pour s'assurer qu'il respecte la réglementation sur les matériaux en contact avec les aliments (FCM) , c'est-à-dire les matériaux qui entrent en contact avec les aliments avant leur consommation, y compris les emballages et les contenants. Ils doivent se conformer à la réglementation afin d'assurer un haut niveau de sécurité alimentaire.

De même, dans le cas du film bioplastique de Montinola, l'objectif est de le rendre prêt pour le marché. Cependant, il y a des obstacles à surmonter, tels que l'indisponibilité de financement et des problèmes techniques dans la production du bioplastique par rapport aux plastiques traditionnels à base de pétrole.

"Les plastiques traditionnels utilisent des extrudeuses pour créer des sacs en plastique à usage unique, mais nous ne savons pas encore si nous pourrons utiliser le même matériau ou processus de production dans le cas des bioplastiques", a déclaré Montinola.

Au moment d'écrire ces lignes, Montinola prévoit de lancer le projet cette année dans le but de commercialiser le produit. En plus de fournir des alternatives durables aux plastiques conventionnels, la production de ces revêtements et biofilms pourrait également aider à créer des moyens de subsistance.

"Je pense que nous créerons de nouvelles opportunités pour les agriculteurs qui cultivent des algues", a déclaré Montinola.

L'utilisation d'algues pour les revêtements et films bioplastiques disponibles dans le commerce pourrait inciter l'industrie à extraire davantage de polymères, ce qui entraînerait une augmentation de la demande d'algues.

« Si l'industrie a besoin de plus de polymères issus des algues, elle poussera les agriculteurs à les cultiver. Cela a donc un effet d'entraînement », explique Jia.

La culture des algues sur l'île philippine de Palawan a non seulement contribué à améliorer le statut socio-économique des familles, mais a également créé un sentiment d'appartenance à la communauté. Il a renforcé le statut des femmes cultivatrices d'algues , leur permettant de contribuer à l'entretien de leur famille et de payer la scolarité de leurs enfants. Les cultivateurs d'algues jouent également un rôle important dans la protection de la vie marine, c'est pourquoi Montinola a appelé le gouvernement à rendre le financement plus accessible aux innovateurs.

« Pour les jeunes, nous sommes à l'ère des réseaux sociaux. Il y a des problèmes vraiment importants à résoudre, et je pense que nous devrions parfois nous concentrer sur eux et amplifier les voix des jeunes innovateurs et des jeunes militants pour vraiment changer le monde », a déclaré Montinola.