Comment gérer les colorants dans les encres, revêtements et plastiques biosourcés
De plus en plus de produits biosourcés et biodégradables sont conçus et utilisés. La plupart de ces initiatives contribuent à réduire l’impact environnemental sur notre planète. Cependant, de nombreux aspects de la recherche sont encore négligés — c’est le cas notamment des additifs utilisés en très faibles quantités, comme les colorants, souvent présents à moins de 1 % et ayant donc peu d’impact sur la teneur biosourcée du produit. Pourtant, ils peuvent avoir des effets environnementaux importants !
Cet article vise à informer les concepteurs de produits sur le choix des colorants dans les plastiques biosourcés et biodégradables.
Vous envisagez d’utiliser un colorant biosourcé ?
Avant d’effectuer ce choix, demandez-vous s’il est réellement plus durable que ses alternatives synthétiques. L’extraction et la purification des colorants naturels peuvent nécessiter des solvants toxiques et des procédés énergivores — l’indigo naturel en est un bon exemple. De plus, la culture de plantes tinctoriales demande souvent beaucoup de surface agricole et d’engrais, ce qui peut entrer en concurrence avec la production alimentaire ou la biodiversité. Heureusement, des approches innovantes émergent. Certaines explorent l’utilisation de déchets agricoles ou de cultures à usages multiples, en évaluant rigoureusement leur impact environnemental. Un bon exemple est le projet Curcol, qui utilise la curcumine comme base pour produire des colorants biosourcés, biodégradables et aux teintes vives de jaune, bleu et rouge.
Analyse de cycle de vie (ACV)
Une étude ACV montre que l’indigo biosourcé est en réalité bien plus néfaste pour l’environnement que l’indigo synthétique. Cela est dû à l’usage du sol, aux solvants nécessaires à l’extraction et aux étapes de purification énergivores. Cependant, il reste difficile de trouver des études ACV indépendantes et fiables.
© BASF
Les colorants et pigments sont deux types de colorants très différents
Un colorant (dye) est une molécule qui se dissout dans le milieu et ne forme pas de particules solides. Un pigment, en revanche, est une particule insoluble, finement broyée et dispersée dans le milieu. Par exemple, les colorants dispersés « se dissolvent » dans les plastiques PET, leur conférant des couleurs vives à faible concentration. Toutefois, comme ils n’apportent pas d’opacité, ces plastiques restent translucides. À l’inverse, les pigments ne se dissolvent pas, restent présents sous forme de particules et ne migrent pas dans la matière. Comme leur incorporation est plus complexe, leur migration est aussi limitée.
Évitez les produits chimiques, colorants et pigments toxiques
Pour des raisons d’écotoxicité, les pigments à base de métaux lourds ne doivent pas être utilisés dans les plastiques. Dans les plastiques biodégradables, ils sont même interdits ou fortement réglementés. Néanmoins, de nombreux pigments sont autorisés car ils n’ont que peu ou pas d’impact sur le compost. C’est le cas des oxydes de fer (ocre jaune, rouge) ou des sels d’aluminium (comme le bleu outremer). Ces pigments ne contiennent pas de carbone et n’affectent donc pas le calcul de la teneur biosourcée. Ce n’est pas le cas des colorants, qui sont presque toujours issus de molécules organiques, et donc considérés comme des ajouts « fossiles » dans un plastique biosourcé.
Réfléchissez à la fin de vie
Gardez à l’esprit que colorants et pigments restent présents dans le polymère, même après la fin de vie du produit. Cela a des conséquences importantes, en particulier pour les plastiques biodégradables. Par exemple, un plastique peut se dégrader, mais les pigments restent dans le sol. Il en va de même pour de nombreux colorants, qui se biodégradent lentement, voire pas du tout. De plus, dans les polymères recyclés, les colorants et pigments persistent et réduisent la qualité du matériau recyclé. C’est la raison pour laquelle les granulés recyclés ont souvent une teinte gris terne, résultant du mélange de nombreuses couleurs. Dans ce contexte, plusieurs projets de recherche se concentrent sur l’élimination non seulement des colorants et pigments, mais aussi des autres additifs dans les plastiques recyclés.
