Faire avancer l’économie biosourcée grâce aux ACV sur l’acide (poly)lactique

Soutenir l’économie biosourcée grâce à des données environnementales transparentes

La transition vers une économie biosourcée est au cœur de l’agenda politique de la Commission européenne. À travers sa Stratégie pour la bioéconomie, l’UE vise à réduire la dépendance aux ressources fossiles, à stimuler l’utilisation durable de la biomasse et à favoriser des matériaux biosourcés innovants tels que l’acide lactique et l’acide polylactique (PLA).

Cependant, biosourcé ne signifie pas automatiquement faible impact. Les impacts du cycle de vie liés à la production agricole, aux besoins énergétiques et à la logistique de transport peuvent influencer considérablement les performances environnementales.

Une Analyse du Cycle de Vie (ACV) robuste et transparente est donc indispensable. Ce n’est qu’avec des choix méthodologiques solides et des données de haute qualité que les entreprises peuvent démontrer des bénéfices environnementaux crédibles et identifier des opportunités d’amélioration significatives.

Au cours de l’année écoulée, nous avons accompagné deux acteurs majeurs de la chaîne de valeur de l’acide lactique et du PLA dans le cadre d’évaluations cradle-to-gate, chacune répondant à des enjeux différents mais complémentaires.

Notre expérience : ACV sur l’acide lactique et l’acide polylactique (PLA)

Chez RDC Environment, nous avons récemment accompagné des acteurs leaders de la chaîne de valeur de l’acide (poly)lactique dans le cadre d’évaluations environnementales cradle-to-gate, chacune adaptée à leurs questions stratégiques spécifiques.

• Nous avons réalisé une étude d’Empreinte Carbone Produit (ECP/CFP) sur des produits à base d’acide lactique.
• Nous avons effectué une ACV multicritère cradle-to-gate de la production d’acide polylactique (PLA).

Les deux études portaient sur les impacts cradle-to-gate (de l’extraction des matières premières jusqu’à la production). Toutefois, dans l’étude sur la production d’acide polylactique (PLA), nous avons également comparé les impacts du recyclage mécanique et du recyclage chimique, offrant ainsi un éclairage sur les avantages et les compromis de chaque technologie.

Répondre aux principaux défis méthodologiques

Les ACV des systèmes à base d’acide lactique et de PLA impliquent des considérations méthodologiques complexes. 

1. Procédés de fermentation à sorties multiples

Comme la plupart des systèmes biosourcés, le processus de fabrication génère plusieurs coproduits, ce qui rend une allocation robuste indispensable pour attribuer correctement les impacts environnementaux. La fermentation du glucose en acide lactique génère des coproduits valorisables, notamment :

• La biomasse microbienne
• Le gypse (issu de l’étape de purification)

Conformément aux lignes directrices de la norme ISO 14044, l’allocation doit être évitée dans la mesure du possible en subdivisant le modèle en processus unitaires plus petits. Cependant, les données nécessaires ne sont parfois tout simplement pas disponibles. Dans l’étude sur la production de PLA, le processus de fermentation ne peut pas être physiquement subdivisé en sous-processus indépendants pour chaque sortie. L’expansion du système est théoriquement possible, mais nécessite des hypothèses supplémentaires concernant les produits substitués.

C’est pourquoi l’allocation économique a été retenue comme l’approche la plus pertinente. Le procédé est principalement exploité pour produire de l’acide lactique en raison de sa valeur économique, et non du gypse ou de la biomasse microbienne. L’allocation économique reflète donc mieux la logique de production sous-jacente par rapport à l’allocation massique.

2. Traitement du carbone biogénique

Dans un périmètre cradle-to-gate, la captation du carbone biogénique lors de la phase agricole peut entraîner une réduction substantielle des impacts sur le changement climatique déclarés. La biomasse absorbe du CO₂ pendant sa croissance, ce qui est comptabilisé comme une suppression temporaire de carbone dans le système de produit.

Cependant, en fin de vie, ce carbone biogénique est généralement réémis dans l’atmosphère par dégradation, incinération ou d’autres traitements. Ces types de produits n’aboutissant pas à un stockage de carbone à long terme, la captation initiale est effectivement compensée sur l’ensemble du cycle de vie. Par conséquent, aucun crédit carbone permanent ne peut être revendiqué.

Ainsi, lors de la présentation des résultats pour l’indicateur changement climatique incluant le carbone biogénique, une communication transparente est essentielle. Les résultats doivent toujours être présentés de manière désagrégée, en distinguant clairement les émissions fossiles cradle-to-gate et la contribution de la captation du carbone biogénique.

Évaluer le PLA recyclé par rapport au PLA vierge

Dans le cadre de l’étude sur la production de PLA, nous avons également évalué les performances environnementales du PLA recyclé par rapport au PLA vierge. L’évaluation a été réalisée sur cinq cycles différents, reflétant une cascade matière réaliste :

• Cycle 1 : production de PLA vierge
• Cycles 2 à 4 : recyclage mécanique
• Cycle 5 : recyclage chimique

Pour chaque cycle, nous avons explicitement pris en compte la réduction progressive de la qualité du matériau par rapport au PLA vierge. Le recyclage mécanique peut maintenir la fonctionnalité du polymère pendant plusieurs boucles, mais avec une dégradation progressive des propriétés mécaniques. Au quatrième cycle, la qualité du matériau était considérée comme trop faible pour un nouveau recyclage mécanique, faisant du recyclage chimique la voie de valorisation la plus appropriée pour restaurer les performances du polymère.

Les résultats démontrent clairement que, pour la plupart des indicateurs environnementaux, le PLA recyclé affiche des performances nettement supérieures à celles du PLA vierge. L’évitement des étapes de culture primaire de la biomasse, de fermentation et de polymérisation entraîne des réductions d’impact substantielles, même en tenant compte de la consommation d’énergie liée au recyclage et aux traitements associés.

Ces résultats soulignent l’importance de développer une infrastructure de recyclage solide et efficace pour les plastiques biosourcés. La fermeture de la boucle est indispensable pour réaliser pleinement les bénéfices environnementaux du PLA, en cohérence avec les objectifs de la Stratégie pour la bioéconomie de la Commission européenne et les ambitions de l’UE en matière d’économie circulaire.

L’importance d’un partenaire technique solide

Les chaînes de valeur biosourcées sont intrinsèquement complexes. Des intrants agricoles à la fermentation, en passant par la polymérisation, les choix d’allocation et les scénarios de recyclage, la rigueur méthodologique est primordiale.

Les entreprises qui investissent dans des matériaux biosourcés ont besoin :

• De modèles ACV transparents et défendables
• D’un alignement avec les normes méthodologiques européennes
• D’analyses de sensibilité pour tester les hypothèses clés
• D’une identification claire des points chauds environnementaux

En combinant une expertise technique et une compréhension approfondie des systèmes biosourcés, nous accompagnons nos clients dans leurs prises de décision éclairées, le renforcement de leurs allégations de durabilité et l’alignement avec la transition de l’Europe vers une bioéconomie résiliente.