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Les biopolymères ou bio-based polymers, entre prodige écologique et réalité industrielle

Afin de proposer des alternatives aux matières plastiques d’origine fossile, des startups biotech travaillent la culture cellulaire de biopolymères, des macromolécules issues de la biomasse, c’est-à-dire de la décomposition d’organismes vivants. L’industrie textile, dont la majeure partie de l’offre est actuellement composée de polyester conventionnel, ne fait pas exception à la règle. On assiste à l’émergence prometteuse de nouvelles fibres en passe d’industrialisation, dont la culture participe à la captation de CO2, dont la transformation est moins énergivore et destructrice pour l’environnement, et biodégradables en fin de vie. Définition et état des lieux de l’offre actuelle des biopolymères dans l’univers du textile.

Qu’est-ce qu’un biopolymère ?

Les biopolymères ou bio-based polymers sont des polymères issus exclusivement d’organismes vivants ou de polymères synthétisés à partir de ressources renouvelables. Ils se distinguent des polymères de synthèse (d’origine fossile) et des polymères biodégradables qui désignent des polymères d’origine fossile auxquels sont ajoutés des additifs favorisant leur dégradabilité.

Les biopolymères sont issus de la biomasse. Il en existe trois sortes :

○ Biopolymères issus de végétaux (agar-agar, alginate de sodium, amidon…), d’algues ou d’animaux (collagène, caséine etc)
○ Biopolymères produits par polymérisation chimique : cette famille est essentiellement constituée des PLA (acide polylactique).
○ Biopolymères produits par des micro-organismes génétiquement modifiés (PHA, PHV, PHBV).

Ils peuvent être naturellement présents à l’état de polymères ou obtenus par polymérisation de monomère. Il est possible de les mélanger à des polymères fossiles classiques, c’est ce que propose la chimie dite “raisonnée”, par exemple avec des polyesters mixtes composés de matières recyclées et partiellement biosourcées (c’est le cas par exemple chez Frumat©  ). La “chimie verte” quant à elle, préfère y associer d’autres composants 100% naturels issus de la biomasse. Par exemple : un mélange de polymères de cactus et un enduit naturel est en cours de développement chez Desserto©, en vue d’un textile alter-cuir 100% biodégradable.

En quoi les biopolymères sont-ils écologiques ?

Des matières biodégradables

L’extraction des ressources fossiles, leur raréfaction, le caractère énergivore de leur transformation et leur mauvaise recyclabilité (lire l’article sur le recyclage du polyester) sont autant d’arguments qui ne semblent pas nécessaires de déployer en 2021 pour expliquer l’urgence de nous en affranchir. Les biopolymères ont tout d’abord été présentés comme une alternative aux déchets d’emballages d’origine pétrochimique, qui représentent encore les deux tiers du volume de nos poubelles. Il en va de même pour les matières textiles : en parallèle du recyclage qui présente un intérêt écologique limité, il semble intéressant de favoriser les matières biodégradables. La biodégradabilité désigne la capacité pour un matériau d’être entièrement assimilé dans un environnement spécifique (association de paramètres de luminosité / température / échelle de temps) par des micro-organismes présents qui se nourrissent de ses composants pour y puiser l’énergie nécessaire à leur propre survie. Les biopolymères contribuent ainsi à la régénération des ressources naturelles et à ce titre, sont considérés comme des énergies renouvelables.

Une culture vertueuse

Par ailleurs, les cultures de biopolymères sont souvent réalisées en milieu biologique afin d’éviter la contamination des matériaux. Les plantes à l’origine de ces matières sont également performantes pour capter le CO2 ou encore filtrer les microparticules. C’est le cas des algues, la laminaire utilisée par AlgiKnit© qui contribue à dépolluer les eaux qu’elle habite ou encore le cactus cultivé par Desserto©, un piège à carbone naturel permettant de capter 8 100 tonnes de CO2 par an sur 5,6 hectares.

Les applications mode et textiles des biopolymères

A l’heure actuelle, les volumes limités et des coûts de production élevés rendent les matières textiles issues de la culture de biopolymères peu utilisables pour des applications à échelle industrielle. Il existe d’ores et déjà des matières issues de la chimie verte, associant les biopolymères à d’autres polymères synthétisés à partir d’hydrocarbures. Au-delà de l’intérêt écologique, le remplacement des matières plastiques conventionnelles nous semble essentiel à la création de mode. Le potentiel technique et esthétique du plastique (de la transparence à l’opacité, la palette des couleurs, la légèreté, la malléabilité, la main, l’aspect visuel… etc) est difficilement remplaçable, c’est ce qui le rend si complexe à éradiquer. Les matières naturelles peuvent être limitantes pour la créativité des designers de mode, tiraillés entre conscience écologique et expression artistique. Les biopolymères apparaissent, en complément de l’offre textile responsable existante, comme une option complémentaire permettant de limiter ces compromis.

Quelques exemples de startups biotech qui travaillent les biopolymères

  • AlgiKnit© propose de créer des fibres textiles à partir de laminaire, une macroalgue qui pousse rapidement et abondamment sur les côtés océaniques et dépollue les eaux.
  • Spiber© https://marketplace.premierevision.com/en/spiber-4041.html fabrique de la soie inspirée du fil d’araignée à partir de la «Brewed Protein ™», une matière protéique issue d’un processus de fermentation.
  • NUO© https://marketplace.premierevision.com/en/nuo-gmbh-4055.html propose un matériau composite souple, développé à partir de fines feuilles de bois collées sur un support textile en coton à l’aide d’un adhésif écologique.
  • Amadou Leather© fait pousser des filaments de mycélium sur de la sciure de bois recyclée, secondairement filés et tissés.
  • Modern Meadow© propose de recréer une peau à partir d’une culture de collagène. La matière finale s’apparente à un cuir, sans base animale, pas fermentation de levures. Une solution non scalable à date.
  • Orange Fiber ( https://www.thegoodgoods.fr/mode/lorange-fiber-une-fibre-textile-qui-recycle-les-peaux-dagrumes/ ) extrait la cellulose du surplus local de pulpe d’orange utilisée pour le jus industriel afin d’en faire un biopolymère citrique, filable et tissable en une matière aqui s’apparente à la soie.

Article réalisé en partenariat avec The Good Goods, le premier média francophone sur la mode écoresponsable.

Références

https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/procedes-chimie-bio-agro-th2/chimie-du-vegetal-et-produits-biosources-42570210/les-biopolymeres-differentes-familles-proprietes-et-applications-am3580/

https://www.sciencesetavenir.fr/nature-environnement/pollution/voici-un-nouveau-biopolymere-pour-remplacer-le-plastique-issu-du-petrole_125292

https://fr.wikipedia.org/wiki/Biopolym%C3%A8re

http://agrobiobase.com/fr/dossier/biopolym%C3%A8res-entre-substitution-et-nouveaux-mat%C3%A9riaux

http://cerig.pagora.grenoble-inp.fr/memoire/2009/biopolymere-emballage.htm

Pour aller + loin :

Lisez notre interview de Victoire Satto, la cofondatrice de The Good Goods

Lisez l’article sur les labels internationaux à connaître

Lisez l’article sur le recyclage du polyester

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