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Biosourcé, oui… plus durable, ça dépend : l’ACV du PLA passée au crible

Perrine Sébastien

Face à l’urgence climatique et à la criticité des plastiques pétrosourcés, les plastiques biosourcés émergent aujourd’hui comme une alternative prometteuse. Parmi eux, le PLA (acide polylactique), biodégradable, occupe une place centrale sur le marché avec une production annuelle de 700kT en 2022 (selon OECD Data explorer).

Ici, nous nous interrogeons : les plastiques biosourcés permettent-ils vraiment de réduire la dépendance aux ressources fossiles ?

Pour répondre à cette question, l’ACV de la production du PLA à partir de différentes ressources biotiques, menée dans le cadre du projet Bio4HUMAN , permet d’effectuer une analyse multi-étapes et multicritères, recouvrant l’ensemble des enjeux du secteur du biosourcé.

Le PLA: plastique biosourcé majoritaire sur le marché

Le PLA est aujourd’hui le bioplastique le plus répandu au monde (selon Global Growth Insights, 2025), notamment dans les emballages, ou les textiles non tissés. La synthèse chimique du PLA à partir de ressources fossiles existe mais demeure minoritaire (10% de la production mondiale d’acide lactique ) car plus complexe, plus énergivore et non applicable aux secteurs alimentaire, pharmaceutique et médical (Angelin Swetha et al., 2023).

Le PLA biosourcé est obtenu à partir de sucres fermentescibles (glucose), transformés en acide lactique par fermentation, puis polymérisés. Ce glucose peut provenir de différentes ressources biotiques :

  • Produits agricoles alimentaires (maïs, canne à sucre, maniocs etc.),
  • déchets organiques agricoles
  • déchets organiques ménagers.

Le schéma de production du PLA, quelle que soit la ressource, suit des étapes similaires :

Les sucres et l’amidon sont extraits de la ressource biotique après séchage, broyage et élimination des éléments fibreux. Une assimilation de la cellulose (par hydrolyse enzymatique par exemple) peut être effectuée si nécessaires.

Pour les ressources biotiques à faible contenu en sucre mais fort contenu en amidon, une hydrolyse chimique permet de produire du sucre à partir de cet amidon.

Le sucre obtenu est fermenté en acide lactique par fermentation microbienne homo- ou hétéro-fermentative (co-produisant acide lactique, éthanol, acide acétique et acétate).

par précipitation en lactate de calcium et extraction du solvant.

L’acide lactique est polymérisé par polymérisation enzymatique, déshydratation azéotopique, polycondensation, ou polymérisation par ouverture de cycle.

Transformation plastique (extrusion, injection, soufflage).

Le contenu en sucre, amidon, fibres, eau des ressources biotiques va alors influencer le procédé de production et donc les impacts environnementaux associés. Les impacts en amont varient également fortement, notamment en raison de l’agriculture et du prétraitement.

Production de PLA à partir de différentes ressources biotiques

À partir de produits agricoles

Actuellement, le maïs est une des ressources principalement utilisées pour la production de PLA à l’échelle mondiale grâce à son contenu élevé en amidon.

La canne à sucre, principalement cultivée au Brésil et en Asie, offre aussi un contenu en sucre élevé et est assez répandue.

L’énergie nécessaire à la production peut même être produite à partir de la combustion des déchets agricoles non exploitables (bagasse) : une piste intéressante pour diminuer l’impact ?

Et si on le synthétisait à partir de déchets ?

Produire du PLA à partir de déchets organiques ou de biodéchets est souvent perçu comme une solution optimale. En effet, ceci a des atouts majeurs:

  • valorisation de déchets existants (pas d’impacts associés),
  • pas de compétition alimentaire,
  • réduction de l’usage des terres.

Les schémas ci-dessous représentent chaque voie de production étudiée, nécessaire à la construction des inventaires du cycle de vie.

Table 1 Différents procédés de production du PLA. Les étapes barrées ne sont pas incluses dans le procédé et présentent les différences entre les parcours de production.

Production de PLA à partir de

Procédé associé

Maïs

Canne à sucre*

Biodéchets

Déchets de fruit*

*L’allocation économique a attribué 57,6 % des impacts aux 22 kg de PLA produits (à partir d’1 tonne de déchets traités).
34,9 % sont attribués à l’éthanol, 0,6 % au gypse et 6,9 % à l’électricité (lorsqu’elle est produite).

L’ACV va alors nous permettre de repérer la nature et les sources d’impacts de production du PLA et de conclure sur les ressources biotiques à privilégier pour réduire, autant que possible, l’impact de ce plastique biosourcé.

Comment l’ACV permet-elle de choisir vos matières biosourcées et baisser leur impact ?

Les résultats ACV comparatifs

Sur la base de ces procédés, nous avons pu modéliser la synthèse du PLA biosourcé sur SimaPro, en utilisant la base de données ecoinvent 3.10 (Cut-Off), du berceau-à-la porte.

Chaque méthode de production présente ses avantages et inconvénients, avec un impact variable sur les ressources fossiles, parfois supérieur à celui du PE ou PET (pétrosourcés). Une analyse plus poussée est disponible dans le livrable D5.2 du projet Bio4HUMAN et voici ci-dessous nos principales conclusions.

Les paramètres influents les impacts environnementaux

L’ACV met en évidence plusieurs paramètres clés :

  • La ressource biotique (type, origine) influence la part d’impact liée à la matière première
  • La production à partir de biodéchets est favorable par rapport à la canne à sucre ou au maïs qui ont des impacts sur acidification, les émissions de particules, le changement climatique, l’écotoxicité, l’eutrophisation, et l’utilisation des terres dû aux activités agricoles.
  • Le mix énergétique (électricité et chaleur) représente une part plus ou moins importante des impacts selon le pays de production
  • Les impacts de production à partir de maïs, canne à sucre ou biodéchets peuvent être grandement diminués en optimisant la source d’énergie. Dans le cas de l’énergie à origine fossile, l’impact sur l’épuisement des ressources fossiles restera important.
  • Le rendement du procédé influence sur la quantité d’énergie et de consommables.
  • La production à partir de biodéchets à faible contenu en sucre ou en amidon est donc déconseillée car peut provoquer des impacts environnementaux supérieurs aux procédés classiques.

Au-delà de la production, l’impact du PLA sur l’ensemble du cycle de vie

Comparé à un plastique pétrosourcé, un matériau biosourcé peut présenter des performances mécaniques plus limitées. Il faut alors plus de matière pour un même usage, ce qui augmente indéniablement les impacts globaux .

  • Il faut favoriser les plastiques biosourcés lorsque leur performance est adaptée à l’usage

L’un des avantages majeurs du PLA réside dans sa fin de vie. Il est biodégradable et donc compostable, évitant notamment l’incinération en fin de vie. Il confère ainsi au sol une meilleure structure, favorisant la rétention d’eau, le développement des racines et l’activité microbienne .

Il faut cependant noter que le PLA est compostable industriellement, mais pas en milieu naturel. En cas de mauvaise gestion, les gains environnementaux associés à sa biodégradabilité sont perdus. D’autres plastiques biosourcés du marché peuvent répondre à cet enjeu, comme le PHA.

Vers une sélection raisonnée des plastiques biosourcés

L’ACV du PLA a permis de souligner que l’impact environnemental des plastiques biosourcés est directement lié à la nature et au potentiel de valorisation des ressources biotiques utilisées.
L’analyse démontre que toutes les voies de production du PLA ne se valent pas et une ACV intégrant la ressource, l’énergie, l’usage et la fin de vie, permet de faire un choix éclairé, englobant l’ensemble des enjeux associés au biosourcé.

Pour conclure, la dépendance aux ressources fossiles est réduite, si et seulement si, le procédé de production utilise une quantité d’énergie limitée (produits agricoles à haut contenu en amidon et sucre), ou bien d’origine renouvelables (biodéchets).

Les inventaires utilisés dans cette étude sont issus de la littérature scientifique et de bases de données génériques ; ils ne reflètent donc pas nécessairement l’ensemble des procédés et conditions de production du PLA. Pour obtenir des résultats représentatifs d’un produit ou d’un procédé spécifique, il est recommandé de réaliser un inventaire de cycle de vie spécifique ainsi qu’une Analyse de Cycle de Vie (ACV) propre au système étudié.

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