PHA : promesses, limites et perspectives d’un bioplastique d’avenir
Les polyhydroxyalcanoates (PHA), ces plastiques produits par des bactéries à partir de ressources végétales, semblent incarner la promesse d’un avenir d’emballages sans pétrole, biodégradable et issus de matières renouvelables. Mais derrière cette image verte se cachent encore de nombreux défis technologiques, économiques et écologiques.
Une origine naturelle et renouvelable
Les polyhydroxyalcanoates, ou PHA, sont une famille de polymères naturels synthétisés par certaines bactéries lorsqu’elles sont soumises à un stress nutritif (manque d’azote ou de phosphore, excès de carbone). En laboratoire comme à l’échelle industrielle, ce processus est reproduit à partir de matières premières organiques : résidus agricoles, huiles végétales ou encore glycérine issue de la fabrication de biodiesel.
Le PHA est ensuite récupéré par extraction, puis transformé en granulés pouvant être utilisés dans l’emballage, le médical ou même l’impression 3D. Contrairement à de nombreux autres plastiques dits « biosourcés » mais non biodégradables (comme le bio-PE ou le bio-PET), les PHA se décomposent réellement dans certaines conditions (humidité, température, activité microbienne), ce qui en fait un matériau d’avenir pour réduire l’empreinte environnementale des plastiques à usage unique.
Des atouts des plus intéressants
L’un des atouts majeurs des PHA est leur biodégradabilité rapide. Contrairement à d’autres bioplastiques comme le PLA (acide polylactique), qui nécessitent des conditions industrielles spécifiques pour se décomposer, certains PHA peuvent se dégrader en quelques semaines dans un composteur, dans le sol ou en milieu marin.
Autre avantage : leur origine. Issus de ressources renouvelables, les PHA n’entraînent pas, en principe, de dépendance aux hydrocarbures. Certains procédés de production valorisent même des déchets, ce qui permet de limiter l’impact carbone global.
Enfin, leurs propriétés mécaniques, proches de celles du polypropylène ou du polyéthylène, permettent une certaine polyvalence d’usage, de l’emballage rigide aux films souples.
Attention aux limites et aux amalgames
Malgré leurs avantages environnementaux, les PHA présentent encore d’importants freins liés à leur procédé de fabrication, aujourd’hui coûteux et peu vertueux écologiquement. Leur production repose sur la fermentation de substrats organiques (sucres, huiles, coproduits agricoles) par des bactéries, qui stockent les PHA sous forme de granules intracellulaires. Mais pour extraire ces polymères, il faut généralement détruire les cellules bactériennes, ce qui implique l’usage de solvants organiques polluants (chloroforme, hypochlorite, etc.). Ces procédés entraînent une consommation élevée d’énergie, la génération de résidus toxiques, et posent des problèmes de sécurité, de coût et d’impact environnemental.
Face à ces limites, plusieurs laboratoires et industriels explorent des alternatives plus propres, notamment l’extraction enzymatique. Cette approche, inspirée de procédés naturels, vise à dégrader sélectivement les parois cellulaires à l’aide d’enzymes spécifiques, sans recours aux solvants polluants. L’objectif : récupérer les PHA de manière plus douce, plus durable et moins énergivore. Bien que prometteuse, cette technologie reste encore en phase de recherche et d’optimisation, notamment pour réduire son coût, adapter les enzymes à différents types de souches bactériennes et garantir la pureté du polymère extrait. Sa réussite pourrait jouer un rôle décisif dans la démocratisation industrielle des PHA à grande échelle.
La variabilité des performances selon le type de PHA (PHB, PHBV, PHBH, etc.) complique également leur adoption industrielle. Certains grades sont cassants, d’autres sensibles à la chaleur ou à l’humidité. Résultat : leur transformation nécessite souvent des additifs ou des mélanges, ce qui peut nuire à leur pureté ou à leur biodégradabilité réelle.
Des freins environnementaux et sociaux à surveiller
Si les PHA peuvent être produits à partir de déchets organiques, la tentation d’utiliser des cultures dédiées (maïs, canne à sucre, huile de palme) soulève des inquiétudes. Cela entre en concurrence avec l’alimentation humaine ou animale, et peut contribuer à la déforestation, comme c’est le cas en Asie du Sud-Est.
D’autre part, beaucoup associent à tort le terme « bio » à une innocuité totale pour l’environnement, et pensent qu’un plastique biosourcé ou biodégradable peut être jeté dans la nature sans conséquence. Or, dans la majorité des cas, les PHA actuellement commercialisés sont seulement compostables en conditions industrielles – c’est-à-dire à des températures élevées (55–60 °C), avec un taux d’humidité et une activité microbienne contrôlés. Ces conditions ne sont pas réunies dans les sols, en mer, ni dans un composteur domestique.
La confusion est accentuée par l’aspect visuel et tactile des PHA, très proche des plastiques pétrosourcés classiques. En l’absence de signalétique claire ou de connaissance des bons gestes, beaucoup de consommateurs jettent ces emballages dans la poubelle jaune ou grise, sans les composter. Cela engendre un double effet négatif : d’une part, les PHA se retrouvent dans les filières de tri traditionnelles, où ils peuvent perturber les processus de recyclage, n’étant ni attendus ni compatibles avec les flux de PET ou PE ; d’autre part, leur potentiel de compostage est entièrement perdu, ce qui réduit leur intérêt environnemental.
Cette mauvaise orientation des déchets souligne un besoin urgent d’éducation et d’accompagnement des usagers, mais aussi une nécessité d’adapter les consignes de tri au niveau local. Sans une filière claire de collecte et de valorisation (compostage domestique ou industriel), le bénéfice des PHA reste en grande partie théorique. L’acceptabilité sociale du matériau dépendra autant de ses propriétés que de sa bonne intégration dans les usages et infrastructures existants.
Quelle place pour les PHA dans l’économie circulaire ?
Les PHA sont donc une possibilité d’avenir même si ils ne remplaceront pas tous les plastiques. Dans certains domaines – emballages cosmétiques ou alimentaires, dispositifs médicaux résorbables – ils pourraient s’imposer comme une solution durable, à condition d’optimiser le procédé de fabrication et de garantir une réelle éco-responsabilité.
Pour aller plus loin
ADEME, Méthanisation de plastiques biodégradables, évaluation des pratiques et application de prétraitement, janvier 2025.
ADEME, Matériaux polymères biodégradables et applications, Note de Synthèse II, 2006.
ADEME, Plastiques biodégradables, Les Fiches techniques de l’ADEME, septembre 2016.
Chloë BONNENFANT, Les emballages alimentaires à base de PHA dans un contexte d’économie circulaire : Etude de l’effet des polyphénols sur la stabilité du PHBV au cours des différentes étapes de son cycle de vie, novembre 2022.
SPHERE, KANEKA, Nathalie Gontard, Stéphane Bruzaud, Jean-François Ghiglione, Les bioplastiques biodégradables et compostables, juillet 2019.
Tailor-Made Bioplastics for Environmentally Friendly Food Packaging, Clizia Aversa & al., University of Rome Tor Vergata, Italy, Encyclopedia of Renewable and Sustainable Materials, Volume 4, 2020.