Fiche Matériau : PLASTIQUE

Analyse des impacts potentiels et recommandations

Ces fiches ont été réalisées dans le cadre d’un stage au sein du Centre de ressources Génie écologique de
l’Office français de la biodiversité (OFB) intitulé « ÉCOCONCEPTION DES SOLUTIONS UTILISÉES DANS
LE CADRE DU GÉNIE ÉCOLOGIQUE » (Camille Kuntz, 2019)
Elles s’adressent à l’ensemble des acteurs impliqué dans la conception, le pilotage, le financement, la mise
en œuvre et la réalisation de projets de génie écologique. Ce premier travail a vocation à être enrichi et
alimenté.

I. Enjeux

Les matières plastiques couvrent une gamme très étendue de matériaux polymères
synthétiques ou artificiels. Ces matériaux sont régulièrement employés dans les
opérations de génie écologique, notamment de génie végétal pour le paillage et la
protection des plants.

II. Matières premières

350 millions de tonnes de plastique sont produites chaque année.1 Le plastique
est principalement issu de la pétrochimie à partir du pétrole ou du gaz naturel. En effet,
les bioplastiques ne représentent que 0,75 % du marché mondial.2 Les bioplastiques sont
des plastiques soient issus de ressources renouvelables soient biodégradables. Dans
certains cas, ils peuvent être les deux. Plusieurs étapes de l’exploitation du pétrole
engendrent des émissions de gaz à effet de serre, le raffinage rejette des oxydes de
soufre, des oxydes d’azote, des composés organiques volatils (COV), du monoxyde de
carbone, et autres. Les émissions de particules sont au centre des préoccupations du fait
de leurs impacts sur la santé et sur la biodiversité. L’industrie du pétrole est d’ailleurs la
plus grande source industrielle de COV. Elle nécessite aussi des quantités importantes de
matières brutes et d’énergie pour fonctionner. L’eau est utilisée de manière intensive
comme eau de procédé et pour le refroidissement. Son utilisation peut entraîner sa
contamination par des produits huileux. Se rajoutent à tous ces risques, les fuites de
pétrole et de plastique qui sont désastreuses
pour l’environnement. Toutefois, il s’agit d’une
CHIFFRES CLÉS : industrie mature, de nombreuses
 350 millions de tonnes de réglementations sont mises en place pour
plastiques produites par an
limiter et prévenir ces risques pour
 Seulement 0,75% sont des
bioplastiques l’environnement (filtres pour les particules,
traitements de l’eau, protocoles pour éviter les
fuites…). 3
 III. Fabrication
Le plastique est composé de polymères, de charges, de plastifiants et d’additifs.
En effet, lors de la synthèse des polymères, on y ajoute des adjuvants pour donner
certaines propriétés au plastique. Les additifs sont des colorants (pigments organiques ou
pigments minéraux), des retardateurs de flamme (oxyde d’antimoine ou paraffines
chlorés), ou encore des antioxydants. La plupart de ces adjuvants sont toxiques pour
l’homme et pour l’environnement (cancérigène, mutagène, reprotoxique, perturbateurs
endocriniens…). L’un des exemples le plus connu est l’utilisation de phtalates comme
plastifiant pour le PVC, les phtalates étant des perturbateurs endocriniens.4

MATIERES MONOMERES MATIERES PIECES

POLYMERES
PREMIERES PLASTIQUES PLASTIQUES
PETROSOURCE
ES
Distillation Polymérisation Ajouts de Mise en
Et raffinage charges, forme
plastifiants,
additifs

Schéma 1 - Fabrication des pièces plastiques

Les colles et les thermoliants sont aussi des plastiques de la

famille des polyépoxydes. Il s’agit d’un matériau

© Chemdraw
thermodurcissable : une résine époxyde réagit avec un durcisseur
sous l’effet de la chaleur pour former un polyépoxyde. Les deux
réactifs de départs sont toxiques. En effet, dans plus de 75% des
cas, on fait réagir de l’épichlorhydrine (cancérigène possible)5 avec
du bisphénol A (perturbateur endocrinien)4 pour former la résine
époxyde. Elle réagit ensuite avec des diamines comme Figure 1 - Molécule
l’éthylènediamine (Nocif pour les organismes aquatiques, entraine d'épochlorhydrine pouvant
des effets néfastes à long terme)6, pouvant aussi être toxiques. On provoquer le cancer
peut y ajouter comme dans un plastique classique des plastifiants,
des charges et autres additifs.

La pétrochimie, qui va à la fois permettre

d’obtenir les polymères mais aussi la plupart des CHIFFRES CLÉS :
additifs, est la troisième industrie responsable des  La pétrochimie représente 18%
émissions de CO2 (environ 18% des émissions des émissions industrielles
industrielles mondiales). Ces émissions viennent en mondiales
grandes partie de la consommation d’énergie mais  Cette industrie est responsable
de 33% des émissions de SO2
aussi de la transformation des matières en d’autres et de 20% des émissions de
produits. Dans le secteur industriel, l’industrie de la NOx
pétrochimie est aussi responsable d’un tiers des
émissions de SO2 et de presque 20 % des oxydes
d’azote (NOx). Ce secteur est aussi responsable de 20 % des particules fines en
suspension dans l’air.
L’eau utilisée par la pétrochimie représente 4 % de l’eau utilisée en industrie et
1 % de l’eau prélevée.7
 © IEA
Figure 2 - Emission directe de CO2 par secteur industriel.
La chimie est 3ème avec 1,2 GtCO2 en 2017
 IV. Impacts lors de l’utilisation
le plastique peut relarguer des molécules toxiques et se dégrade en micro puis
nanoparticules qui peuvent avoir d’importantes conséquences sur les milieux. 8 . Il est
dangereux car il est résistant dans le temps et ingéré par les organismes vivants. Les
particules de micro-plastiques sont soit produites intentionnellement soit produites lors
de la dégradation d’éléments. En effet, le plastique peut se dégrader de différentes
façons : biologique, photochimique, thermique, mécanique, thermo-oxydative et par
hydrolyse.9 Les produits de dégradation sont alors de taille micrométrique voire
nanométrique.
Les milieux aquatiques sont pollués par l’évacuation des stations d’épuration, le
débordement des canalisations lors de fortes intempéries ou encore lors du ruissellement
sur les sols et les boues utilisés dans l’agriculture.10 La pollution de ces milieux conduit
ensuite à la pollution des milieux marins. Les micro-plastiques ont souvent une densité
supérieure à celle de l’eau, ils ont donc tendance à se déposer sur les fonds mais des
turbulences peuvent remettre ces particules en suspension dans la colonne d’eau. La
dégradation en micro-plastique est beaucoup plus rapide sur les plages et les berges du
fait de températures et de niveaux d’oxygène plus élevés qu’en pleine eau. Des micro-
plastiques ont été retrouvés dans les sédiments, dans la colonne d’eau, dans des
systèmes digestifs de différents organismes vivants, dans des structures respiratoires et
dans des tissus d’organismes marins. 11 Ils ont tendance à s’accumuler près des zones
d’habitation mais on en retrouve aussi dans des zones très reculées. Le temps requis
pour que le plastique soit complètement minéralisé est parfois de plusieurs milliers
d’années,12 la minéralisation correspondant à la dégradation complète du plastique en
molécules oxydées (CO2, N2, CH4, H2O).
Les organismes vivants peuvent assimiler les plastiques de différentes manières :
par l’alimentation, par l’inhalation, par la consommation de proies ayant ingéré des
micro-plastiques ou par ingestion directe. 13 La propension des micro-plastiques à entrer
à différents niveaux de la chaîne alimentaire pose un véritable problème étant donné la
difficulté à le retirer de l’environnement.
La potentielle toxicité des micro-plastiques pour les organismes aquatiques découle de
trois voies :
 Stress lors de l’ingestion (blocage, dépense d’énergie lors de l’ingestion…)
 Relargage d’additifs (ex. : les plastifiants)
 Exposition a des contaminants associés aux micro-plastiques (ex. : les polluants
organiques persistants ou POP).4
UV, UV,
TEMPERATURE, TEMPERATURE,
ABRASION… ABRASION…

OBSTRUCTION,
EXPOSITION À
DES
NANO- CONTAMINANT
PIÈCES MICRO-
PLASTIQUES S,
PLASTIQUES PLASTIQUES TRANSPORTS
DE
PATHOGÈNES…
RELARGAGE DE
PLASTIFIANTS ET
AUTRES ADDITIFS
Schéma 2 - Dégradation du plastique et quelques conséquences
 Les effets de l’exposition aux micro-plastiques dépendent de l’accumulation et de
la translocation dans les tissus, de l’habilité des organismes à évacuer ces particules et
du potentiel transfert dans la chaîne alimentaire.14
Les micro-plastiques peuvent réduire la photosynthèse de certaines algues ce qui
peut avoir des impacts négatifs sur la chaîne alimentaire.15 L’exposition chronique peut
entraîner des effets sur la reproduction et le développement chez les crustacés.16
Certains poissons prennent ces particules pour de la nourriture ce qui induit en plus de
l’ingestion de micro-plastiques une réduction de la performance prédatrice. En plus des
effets directs, les prédateurs avec un niveau trophique supérieur consomment des proies
contaminées. On peut alors observer des changements de comportements, des
métabolites dans le foie et les muscles et de l’histologie (anatomie des tissus
biologiques) du cerveau.17
Les micro-plastiques sont hydrophobes et ont de grandes surfaces relatives
d’absorption ce qui permet l’accumulation des polluants organiques à leur surface. Les
polluants ont aussi plus tendance à s’adsorber sur des micro-plastiques que sur des plus
larges fragments du fait du ratio entre le volume et la surface d’absorption. De même, les
plastiques peuvent se lier avec des métaux qui sont accumulés en plus grandes
concentrations qu’avec les sédiments naturels.18 La possibilité pour ces polluants de
contaminer la chaîne alimentaire à travers l’ingestion des micro-plastiques est une vraie
préoccupation. Certains additifs aux plastiques peuvent perturber le système endocrinien,
comme le Bisphénol A pour les crustacés, les poissons et les invertébrés. 4
Les micro-plastiques peuvent aussi être des vecteurs pour les agents pathogènes
et/ou pour les espèces exotiques envahissantes.19

A RETENIR :
 On retrouve du plastique dans les sédiments, dans la colonne d’eau, dans les
tissus, le système digestif et le système respiratoire des organismes vivants.
 Les conséquences possibles de la présence de micro-plastiques dans le milieu
sont l’obstruction de systèmes digestifs, des perturbations endocriniennes, la
contamination de la chaîne alimentaire, la pénétration dans les organismes
vivants de polluants toxiques et le transport d’agents pathogènes.

V. Fin de vie
Le plastique est généralement considéré comme très stable et non-biodégradable.
Seulement 9 % du plastique est recyclé dans le monde et 30% en Europe. Il existe deux
autres façons de le traiter : l’incinération ou l’enfouissement. Ces deux techniques sont
beaucoup moins chères que le recyclage et sont donc plus utilisées pour gérer le
plastique. Cependant, l’incinération émet des gaz toxiques dans l’atmosphère et
l’enfouissement est responsable de pollution de l’eau, de l’air et des émissions de gaz à
effet de serre. De plus, certains centres d’incinération ne récupèrent pas la chaleur comme
source d’énergie. En fonction des différentes méthodes de gestion des pays, une partie
des déchets plastiques se retrouve sur le marché international : la Chine recevait jusqu’à
récemment la moitié des déchets plastiques présents sur le marché.
Sans gestion efficace, le plastique peut finir dans les milieux marins et causer de
graves dommages à la faune et à la flore aquatique. On estime que 300 millions de
tonnes de plastique sont déjà dans les océans.8 La dégradation du plastique a des effets
négatifs sur les espèces comme vu dans le paragraphe précédent.
 © EUROSTAT
Figure 3 - Evolution du taux de recyclage des déchets d'emballages plastiques en France et en
moyenne dans l'Union européenne entre 2005 et 2015.

VI. Perspectives

BIOPLASTIQUES

OU

BIODEGRADABL BIOSOURCES
ES

OU

Schéma 3 - Origines et fins de vie des bioplastiques

De plus en plus de recherches apparaissent sur les bioplastiques. Différents

matériaux voient le jour en étant biosourcés et/ou biodégradables.
Par exemple, les polyhydroxyalcanoates (PHA) sont des polymères issus de
ressources renouvelables, obtenus par fermentation en présence de certaines espèces de
bactéries. Ils forment une famille de polyesters thermoplastiques biodégradables
fournissant une alternative prometteuse aux polymères issus de la pétrochimie. Des
études récentes ont démontré leur biodégradabilité́ toute particulière, en milieu marin
notamment. Ces polymères sont toutefois toujours à un niveau de recherche.
Une vigilance doit être portée sur le développement du bioplastique qui peut vouloir
signifier biosourcé et biodégradable ou l’un ou l’autre. Malheureusement, leurs propriétés
ne correspondent pas aux attentes pour différentes applications, attentes le plus souvent
accessibles uniquement avec les plastiques conventionnels pour l’instant.

RECOMMANDATION :
Préférez des matériaux issus de ressources renouvelables qui auront moins d’impacts sur
l’environnement

Relue et corrigée par Pierre-François Staub, chargé de mission Pollution des écosystèmes
et Métrologie au sein de la direction de la recherche, de l’expertise et des données à
l’Agence française pour la biodiversité.

Relue et corrigée par certains membres du Comité scientifique et technique du centre de

ressources Génie écologique de l’Office français de la biodiversité.
VII. Bibliographie
1. Statista. Global plastic production from 1950 to 2017. Available at:
https://www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/.
(Accessed: 30th July 2019)
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