Décarbonner grâce à la bioéconomie

Comment concevoir des produits et une économie plus sobres ?

19,3 % du bouquet énergétique français provient d’énergies renouvelables

La bioéconomie durable propose un cadre pour le développement de filières alimentaires, énergétiques, chimiques et de matériaux, substituant le carbone renouvelable au carbone fossile, pour une gestion sobre des ressources et des déchets avec une empreinte environnementale maîtrisée. À la bioéconomie durable s’ajoute la production d’énergies renouvelables totalement décarbonées (solaire, éolien…). INRAE s’implique dans le domaine de la bioéconomie et sur les interactions entre énergies renouvelables totalement décarbonées et productions agricoles avec de nombreux partenaires publics et privés.

Les systèmes agricoles et alimentaires actuels sont très consommateurs de ressources fossiles et d’eau. Les produits agricoles, forestiers et leurs dérivés manufacturés ont des cycles de vie courts. Ils deviennent rapidement des déchets dont le traitement – en sus de la production – est responsable d’une dégradation de l’environnement et de la perte de carbone utile.

La contribution du secteur de l’agriculture et des forêts est aussi essentielle dans tous les scénarios de décarbonation de l’énergie. D’une part, ce secteur est crucial pour le volet puits de carbone, c’est-à-dire le captage du CO₂ dans l’atmosphère et le stockage du carbone dans les sols ou les matières ligneuses. D’autre part, il est source d’énergies peu émettrices de gaz à effet de serre qui se substituent aux énergies fossiles.

Exemples de recherches et de solutions :

Dans les océans, les sols, le corps humain… les résidus de plastique sont partout. C’est pourquoi la construction d’une usine de biorecyclage de polyéthylène téréphtalate (PET), l’un des plastiques les plus couramment utilisés, soulève des espoirs. Cette usine est la concrétisation d’un partenariat entre le Toulouse Biotechnology Institute (CNRS/INRAE/INSA Toulouse) et la société de biotechnologie Carbios. En 2020, les partenaires ont dévoilé dans la revue Nature une enzyme particulièrement efficace dans la dégradation du PET. Les chercheurs ont augmenté sa performance jusqu’à atteindre 90 % de dépolymérisation du plastique en moins de 10 h. Le produit de cette dégradation biologique a ensuite été recyclé en nouveau PET, sans perte de qualité par rapport au plastique pétrosourcé. En 2024, Carbios a posé la première pierre d’une usine de biorecyclage du PET à Longlaville.

90 % de dépolymérisation du plastique en moins de 10 h

Objectif : transformer les déchets non recyclables et non dangereux en granulats pour des constructions non structurelles telles que les sous-couches routières ou le ballast. Ce faisant, la start-up Néolithe permet la séquestration du carbone contenu dans ces déchets tout en évitant les émissions de gaz à effet de serre qu’aurait généré leur traitement en incinérateur ou en centre d’enfouissement. Les déchets sont mélangés à une formulation minérale pour obtenir un granulat prêt à l’emploi. L’idée initiale a été accompagnée par le Carnot 3BCAR, un réseau porté par INRAE dont l’objectif est de favoriser le transfert de technologies innovantes, notamment pour les matériaux biosourcés. 
En 2024, la société Néolithe a reçu le Prix du coup de cœur par les Trophées des futures licornes qui met en lumière des projets d’avenir. 

Les colorants et pigments utilisés dans les teintures ou les peintures sont généralement fabriqués à partir de composés aromatiques dérivés du pétrole. Pour se soustraire au régime fossile et fabriquer des couleurs biosourcées, la société Pili a développé un procédé innovant alliant fermentation industrielle et chimie verte. La matière première issue de ressources agricoles renouvelables (coproduits) est fermentée puis filtrée afin d’en extraire les molécules aromatiques qui serviront à la synthèse de l’indigo et autres colorants. Après 8 années de collaboration avec INRAE qui a hébergé les travaux de faisabilité au sein de son démonstrateur industriel Toulouse White Biotechnology, c’est en 2024 qu’ont été produites les premières tonnes d’acide anthranilique, un composé aromatique à partir duquel Pili est capable de fabriquer colorants et pigments.

Un tiers des ordures ménagères est biodégradable et doit être géré séparément selon la loi de janvier 2024. Pourtant, beaucoup de communes n’ont pas encore mis en place le tri à la source et n’ont toujours pas de solution de traitement. Installer des micro-méthaniseurs à proximité des habitations faciliterait la tâche des petites collectivités isolées conclut le projet européen DECISIVE, mené par l’unité OPAALE. Testée sur un site pilote de l’agglomération lyonnaise, cette solution a également pour avantage de motiver le trieur qui profite de l’énergie produite sur place. Sa portée sociale par la création d’emplois locaux est un autre atout. Forts de ce constat, les chercheurs ont breveté un micro-méthaniseur qu’ils ont développé en voie sèche afin de limiter l’apport d’eau et d’énergie. Le digestat résultant du compostage pourrait être utilisé comme fertilisant en agriculture urbaine si la réglementation s’adapte à de telles installations