Le Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Unité mixte de recherche INSA Toulouse/ INRAE/ CNRS, et la société Carbios, société française de chimie verte pionnière dans le monde de la bioplasturgie, publient ce mercredi 17 Juillet 2024, dans la version en ligne de la revue Nature, un article scientifique intitulé « An engineered enzyme embedded into PLA to make self-biodegradable plastic » (https://www.nature.com/articles/s41586-024-07709-1). Cette étude vient renforcer les travaux pionniers de Carbios et TBI dans le domaine de la dégradation enzymatique des plastiques qui avaient déjà donné lieu à un article publié en Avril 2020 sur la dépolymérisation enzymatique du PET (https://www.nature.com/articles/s41586-020-2149-4).
Ces travaux décrivent les stratégies d’ingénierie déployées pour assurer le développement d’une enzyme capable de dépolymériser par voie biologique des matériaux plastiques à base d’acide polylactique (PLA) et ce dans une large gamme de température et de pH reflétant notamment les variations naturelles que l’on peut retrouver durant le cycle de vie d’un compost domestique.
Cette étude décrit aussi les méthodologies et défis rencontrés afin d’obtenir une incorporation homogène de l’enzyme au sein de films en PLA à haute température (170°C) tout en conservant suffisamment d’activité afin de permettre au plastique produit de se dégrader complètement et rapidement dans des conditions de compostage domestique, compostage industriel mais aussi dans le cadre de digestion anaérobie (méthanisation). L’article met en emphase le processus d’optimisation utilisé jusqu’à l’obtention d’une enzyme capable de résister aux 170°C nécessaires pour l’introduire à l’état fondu dans le PLA par extrusion. Il est prouvé que le nouveau matériau enzymé se désintègre et se biodégrade à un rythme beaucoup plus rapide que les 26 semaines exigées pour l’obtention d’une certification à son utilisation dans le cadre de compostage domestique et qu’il contribue également à produire davantage de biométhane, une autre source de valorisation des déchets. Il est aussi précisé que le matériau enzymé reste intact lors d’un stockage à long terme et que sa dégradation ne sera activée que lors de son transfert dans des conditions de compostage ou de méthanisation, garantissant ainsi sa compatibilité avec des applications commerciales à base de PLA comme par exemple les emballages souples ou les articles à courte durée de vie tels que les contenants alimentaires.
Ce travail a été réalisé principalement au sein du laboratoire coopératif INSA/Carbios PoPlaB (Polymères, Plastiques et Biotechnologie) au TBI et a été soutenu par une bourse d’aide à la recherche scientifique (projet THANAPLAST, contrat OSEO ISI numéro I 1206040W).
Pour consulter cette publication, rendez-vous sur le site de Nature à partir du 17 Juillet 2024 17h (heure de Paris):
Références
Guicherd, M., Ben Khaled, M., Guéroult, M. et al. An engineered enzyme embedded into PLA to make self-biodegradable plastic. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07709-1
Contact
Alain Marty, Directeur Scientifique, Carbios
alain.marty@carbios.com
Isabelle André, Directrice de recherche CNRS, TBI
isabelle.andre@insa-toulouse.fr
