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"Le plastique" ou "les plastiques" ("Plastic or plastics ?)"

Sur la base de tests en conditions réelles, cet article veut démontrer la non adéquation qu’il peut y avoir entre des revendications/annonces de biodégradabilité et la réalité des faits.

L’introduction globalement assez bien faite mérite quand même qu’on s’y arrête afin d’y apporter quelques précisions, notamment dans la partie qui traite des normes.

  • Il n’existe aucune norme permettant d’affirmer qu’un produit est « biodégradable » indépendamment des conditions dans lesquelles cette biodégradation est observée. En effet, par essence, tous les matériaux basés sur l’utilisation du carbone organique sont biodégradables…pourvu qu’on y mette le temps nécessaire  et qu’il y ait un environnement biotique correct. Ceci est donc vrai aussi bien pour un polyéthylène qui se biodégradera en 500 ou 1000 ans que pour de l’amidon ou de la cellulose qui se biodégraderont en quelques semaines. La biodégradabilité d’un matériau, exprimée hors des conditions de cette biodégradabilité n’a donc aucun sens.
  • D’un point de vue normatif il n’existe que très peu de normes applicatives, c’est-à-dire des normes qui exigent qu’un matériau réponde à une série d’exigences sous-tendues par un ensemble de tests et d’analyses. Les NF EN 13432, (strictement réservée aux emballages), NF EN 14995 (plastiques autres que les emballages) et ASTM  D6400-12 (plastiques) permettent, à l’issue des tests de conformité, de dire si oui ou non les matériaux testés sont « biodégradables par voie de compostage en milieu industriel ». La conformité à la norme NF T 51800 permet de dire si oui ou non un matériau est « biodégradable par voie de compostage en milieu domestique ». Enfin, le NF EN 17033 détermine si un film de paillage destiné à l’agriculture peut être considéré comme « biodégradables par voie d’enfouissement dans un sol cultivé ». Toutes les autres sont des normes d’essais auxquelles il est possible de faire appel dans le cadre d’une norme applicative. L’affirmation d’une biodégradabilité ne peut en aucun cas se baser exclusivement sur une norme d’essai qui est uniquement une méthodologie et ne  définit pas de seuil de biodégradation à atteindre au bout d’un temps donné.

Mais dans ce cas, qu’en est-il d’organismes qui déclarent des biodégradabilités en milieu marin, ou en eau douce ou en station d’épuration, milieux pour lesquels il n’existe actuellement pas de normes applicatives…?  En fait, il s’agit alors de certifications par voie de marques de conformités (souvent confondues avec des « labels »). Ces organismes (d’ailleurs très sérieux pour la plupart) mettent en place des cahiers des charges qui leur sont propres, pouvant éventuellement faire appel à des normes d’essais, mais leur certification n’est pas basée sur des normes applicatives…qui d’ailleurs n’existent pas.

Examinons les conditions d’essais.

Le test consiste à comparer 5 types de sacs de caisse placés durant 3 ans dans différentes conditions de biodégradation (air, sol, eau de mer,  et à l’obscurité au laboratoire)

 Une remarque préliminaire est de constater que « à l’air et » « à l’obscurité au labo » ne sont, pour le moins, pas des conditions de biodégradation standardisées.

  1. 2 des sacs sont des oxo (bio)dégradables, utilisant des prooxydants de 2 origines différentes. Ces sacs sont en fait de classiques sacs en polyéthylène additivés de métaux de transition qui accélèrent les phénomènes oxydatifs en présence d’oxygène, de lumière et de chaleur. Ils sont parfaitement fragmentables mais ne répondent à aucune norme applicative. Ils ne peuvent en aucun cas être qualifiés de biodégradables. Des essais réalisés avec ces types de sacs sont donc voués de facto à l’échec. Par ailleurs, leur fragmentation est très fortement ralentie, voire totalement bloquée lorsqu’ils sont enfouis dans des milieux peu riches en oxygène, obscurs et à températures basses. Le préfixe « bio » ajouté à ces sacs est un artéfact purement commercial, présent pour tromper l’utilisateur final…il s’agit en fait de « Green Washing ». Ces types de sacs n’ont rien à faire dans une étude scientifique telle que celle dont il est question aujourd’hui.

On peut cependant se poser la question de la biodégradabilité partielle de ces matériaux. Comment agissent ces matériaux de transition (dont certains sont extrêmement toxiques, tels que les dithiocarbamates de fer III par exemple). En fait, ils permettent, par réaction en chaîne, la cassure des chaînes polymériques qui deviennent de plus en plus petites jusqu’à des tailles suffisamment faibles que pour être in fine bioassimilées par la micro faune et flore et l’environnement….il y a donc biodégradation ! Hélas, la très grande majorité des fragments obtenus dépassent largement une taille suffisamment faible que pour être rapidement bioassimilées et finalement répondre positivement aux normes applicatives en vigueur.

  1. 1 des sacs est un « biodégradable » conforme à la norme ISO 14855. Cette norme est une norme d’essai et non une norme applicative. Elle détermine comment, en conditions de laboratoire, faire un test respirométrique par incubation sur compost à 58+/- 2°C mais ne détermine en aucun cas le niveau de biodégradation que le matériau doit atteindre. Faire référence à cette seule norme pour conclure à la biodégradabilité d’un matériau relève uniquement du « Green Washing », devrait être punissable et en aucun cas faire partie de tests comparatifs scientifiques. Il est étonnant et regrettable que l’analyse par FTIR du matériau testé n’ait pas été davantage exploitée car elle aurait permis d’aller plus loin au niveau de sa composition.
  2. 1 des sacs est qualifié de compostable et répond à la norme NF EN 13432. Il vaudrait mieux parler de « Biodégradable par voie de compostage en milieux industriel», c’est-à-dire compostable dans des andains suffisamment gros pour que les températures de fermentation puissent s’élever à des températures de ± 60°C à 85°C. Ces sacs sont réalisés dans des matériaux qui répondent aux conditions de compostage précisées et uniquement dans ces conditions. Toutes autres conditions de test n’ont de facto aucun sens. Vérifier si un tel type de sac se biodégrade en milieu marin ou en sol de culture ou pire en étant simplement exposé à l’air, n’a pas de sens,  et ces tests ne devraient pas se retrouver dans un article comme celui dont on parle aujourd’hui. Le fait de vérifier la « disparition » des échantillons en milieu marin consiste simplement à confondre fragmentation et biodégradation.
  3. 1 des sacs est qualifié de plastique conventionnel, il s’agit d’un polyéthylène classique dont la durée de biodégradation est extrêmement lente, estimée, selon les circonstances entre 400 et 1000 ans, peut-être plus ? Sa présence est utile car il sert de référence témoin négatif.

En conclusion :

Cet article arrivant à prouver des faits déjà observés depuis plus de 20 ans, confondant allègrement normes applicatives avec normes d’essais, dégradation et fragmentation avec biodégradation, n’apporte rien sur le plan de la connaissance. Il crée cependant  un « Buzz » considérable dans la presse d’information car repris et amplifié par des journalistes peu avertis de la réalité des faits. L’impact d’un tel article sur les politiques décisionnaires et sur une population non avertie est extrêmement négatif et très dommageable pour la recherche et l’industrie qui depuis plus de 30 ans cherche à mettre au point des solutions moins impactantes pour l’environnement que celles de l’utilisation de plastiques dits conventionnels.

Commentaires signés :

Dr Ass. Prof. Emmanuelle Gastaldi, Univ. Montpellier

Dr Audrey Bautista, Biopolynov

Dr François Touchaleaume, PolyBioAid

Dr Laurent Belard, Biopolynov

Dr Mélanie Salomez, SerpBio et PolyBioAid

Dr Prof. Sandra Domenek . AgroParisTech

Dr Prof. Stéphane Bruzaud. Univ. Bretagne Sud -IRDL

Dr Thomas Lefèvre PDG de NaturePlast

Dr Prof. Yves Grohens Univ. Bretagne Sud – Compositic

Ing. Dalyal Copin, IRMA

Ing. Guy César, Président de SerpBio et de PolyBioAid

Ing. Pierre Feuilloley, Président HC Cobio

Voir aussi :

https://bioplasticsnews.com/2019/05/08/university-of-plymouths-admits-mistake-in-biodegradable-and-compostable-bags-study/

On the basis of testing under real conditions, this article sets out to demonstrate the discrepancy that may exist between claims/announcements of biodegradability and the reality of the facts.

Although overall the introduction is quite well done, it is worth taking a moment to provide a number of details, particularly in the section that deals with standards.

  • There are no standards that allow one to assert that a product is “biodegradable” independently of the conditions under which this biodegradation is observed. In point of fact, by their very nature, all materials based on the use of organic carbon are biodegradable… as long as one allows the necessary time and there is a correct biotic environment. So this is equally true for a polyethylene which will biodegrade in 500 or 1,000 years as for starch or cellulose which will biodegrade in a few weeks. Thus it is meaningless to express the biodegradability of a material without stating the conditions for this biodegradability.
  • From a standards point of view, there are only very few application standards, i.e. standards that require a material to meet a series of requirements underpinned by a set of tests and analyses. NF EN 13432, (strictly limited to packaging), NF EN 14995 (plastics other than packaging), and ASTM D6400-12 (plastics) do make it possible, following compliance testing, to say whether or not the materials tested are “biodegradable by composting in an industrial environment”. Compliance with NF T 51800 makes it possible to say whether or not a material is “biodegradable by composting in a domestic environment”. Lastly, NF EN 17033 determines if a mulching film intended for agriculture can be regarded as “biodegradable by burying in cultivated soil”. All the others are test standards that can be called upon within the context of an application standard. Under no circumstances can a claim of biodegradability be based solely on a test standard, which is only a methodology and does not define a threshold of biodegradation to be reached at the end of a given time-span.

This being the case, what can be said about those bodies that declare biodegradability in a marine environment, or in fresh water, or in a sewage treatment work – environments for which there are currently no application standards…? In point of fact, this is then referring to certifications using compliance marks (often confused with “quality marks”). These bodies (mostly very trustworthy) put in place their own specifications, which may possibly call upon test standards – but their certification is not based on application standards … which do not exist.

Let us examine the test conditions.

The test consists in comparing 5 types of supermarket carrier bags placed for 3 years in different biodegradation conditions (air, soil, sea water, and in the dark in the laboratory).

 A preliminary remark is to note that “in air” and “in the dark in the laboratory” are, to say the least, not standardized biodegradation conditions.

 

  1. 2 of the bags are oxo (bio)degradable, using pro-oxidants from 2 different origins. These bags are in fact conventional polyethylene bags with transition metal additives that accelerate the oxidizing phenomena in the presence of oxygen, light, and heat. They are can be perfectly broken up, but do not meet any application standard. They cannot under any circumstances be described as “biodegradable”. Hence tests carried out using this type of bag are de facto destined to fail. Moreover, their break-up is to a very great extent slowed down, or even totally impeded, when they are buried in low-oxygen environments, dark, and at low temperatures. The prefix “bio” added to these bags is a purely commercial ploy, destined solely to deceive end users… a case of “Green Washing”. These types of bag have no place in a scientific study such as the one being discussed today.

We may, however, wonder about the partial biodegradability of these materials. How do these transition materials function (certain of which are extremely toxic, such as the iron [III] dithiocarbamates, for example). In point of fact, they allow, via a chain reaction, the polymer chains to be broken down into sufficiently small sizes that in fine they are bioassimilated by the micro flora and fauna and the environment… thus there is biodegradation! Sadly, the very great majority of the fragments obtained are significantly larger than a size small enough to be rapidly bioassimilated and finally respond positively to the application standards in force.

  1. 1 of the bags is a “biodegradable” one meeting the ISO 14855 standard. This standard is a test standard and not an application standard. It determines how, under laboratory conditions, to carry out respirometric testing by incubation on compost at 58±2°C, but does not under any circumstances determine the level of biodegradability that the material must achieve. Referring to this standard alone to confirm the biodegradability of a material is purely “Green Washing”, ought to be punishable, and ought under no circumstances be part of comparative scientific tests. It is astonishing and regrettable that FTIR analysis of the material under test was not exploited more, as it would have made it possible to go further in terms of its composition.
  2. 1 of the bags is described as “compostable and meets the NF EN 13432 standard. It would be better to speak of “biodegradable by composting in an industrial environment”, i.e. compostable in heaps large enough for the fermentation temperatures to be able to reach temperatures of ± 60°C to 85°C. These bags are made of materials that meet the stated composting conditions and only under these conditions. Any other test conditions are de facto Verifying if such a type of bag is biodegraded in a marine environment or in cultivated ground, or worse, simply exposed to the air, is meaningless and ought not to be found in an article like the one being discussed today. The fact of verifying the “disappearance” of the samples in a marine environment consists in simply confusing break-up and biodegradation.
  3. 1 of the bags is described as being of conventional plastic, this is a conventional polyethylene whose biodegradation duration is extremely slow, estimated, depending on the circumstances, at between 400 and 1,000 years, maybe longer? Its presence is useful, as it is used as a negative control reference.

In conclusion:

This article that manages to prove facts that have already been observed for more than 20 years, cheerfully confusing “application standards” with “test standards”, and “degradation” and “fragmentation” with “biodegradation”, contributes nothing in terms of knowledge. It is, however, creating a considerable “buzz” in the mainstream press, as it has been taken up and amplified by a number of journalists who are ill-informed about the reality of the facts. The impact of such an article on the politicians who take the decisions and on an uninformed public is extremely negative and very harmful to research and to the industry that for more than 30 years have been seeking to perfect solutions that would have less environmental impact than using so-called “conventional” plastics.

Comments signed by:

 

Ass. Prof. Dr Emmanuelle Gastaldi, Univ. Montpellier

Dr Audrey Bautista, Biopolynov

Dr François Touchaleaume, PolyBioAid

Dr Laurent Belard, Biopolynov

Dr Mélanie Salomez, SerpBio and PolyBioAid

Prof. Dr Sandra Domenek, AgroParisTech

Prof. Dr Stéphane Bruzaud, Univ. of South Brittany – IRDL

Dr Thomas Lefèvre, MD of NaturePlast

Prof. Dr  Yves Grohens, Univ. of South Brittany – Compositic

Eng. Dalyal Copin, IRMA

Eng. Guy César, Chairman of SerpBio and PolyBioAid

Eng. Pierre Feuilloley, Chairman of HC Cobio

See also:

https://bioplasticsnews.com/2019/05/08/university-of-plymouths-admits-mistake-in-biodegradable-and-compostable-bags-study/

 

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