Agroécologie et Énergies renouvelables

Le miscanthus, une plante pour remplacer le plastique ?

Champs de miscanthus en Seine et Marne ©Polybiom

Originaire de l’Asie du Sud-Ouest, le miscanthus est une graminée pérenne à rhizomes dont la durée de vie varie entre 15 et 20 ans. La plante non-invasive a fait son apparition dans les campagnes françaises depuis près de 12 ans. Utilisé comme combustible, litière ou paillage avec succès, le miscanthus pourrait probablement remplacer le pétrole dans la production de plastique. C’est du moins le pari d’entrepreneurs et d’agriculteurs en Seine et Marne.

Remplacer l’hydrocarbure du plastique par…. le miscanthus ?  Face à la hausse du prix du pétrole et à son impact sur l’environnement, un plastique 100% végétal semble prometteur et pourrait susciter l’intérêt de nombreux secteurs industriels. L’idée qui vient d’être brevetée, est actuellement conçue par Polybiom, une filière commerciale française de nouveaux agro-bio matériaux.

Le miscanthus est une plante à graminée qui peut atteindre les quatre mètres de hauteur. 20 espèces  existent, mais le  miscanthus x giganteus, un hybride interspécifique, est la seule  cultivée en France. stérile et non invasive, elle ne nécessite ni engrais ni pesticides ni même d’arrosage. Sa multiplication est végétative et ne passe pas par la graine, mais pas son organe souterrain : le rhizome. Ce dernier recycle les éléments minéraux nécessaire à la croissance de la plante.  Elle est récoltée à partir de la deuxième année, en hiver quand sa canne est sèche.  La première forme d’utilisation des copeaux de la tige est destinée à la chaufferie, à la litière ou au paillage pour les animaux.

Une filière plastique biodégradable et locale

Afin d’être transformé en matière base 100 % biodégradable, le miscanthus va subir trois étapes. Tout d’abord, la tige va être micronisée : la paille réduite en bouillie va être plongée dans un bain d’eau pour produire une décantation du produit actif pendant quelques heures. Puis l’extrait de miscanthus va subir une première filtration avant la polymérisation : la matière va subir des chocs thermiques à travers une chaîne de micro-ondes de tailles industriels. Enfin, la pâte qui en ressort va être mélangée avec de la gélatine de porc ou de bœuf achetée aux abattoirs. « On se retrouve avec une matière à base d’eau, de plante et d’animal : 100 % naturel ! Une gélatine autre qu’animal n’aurait aucun intérêt puisque des adjuvants compris dedans élimineraient le taux de biodégradabilité », explique Olivier Suty, directeur général de la société d’économie mixte Moret Seine & Loing (MSL), membre de la société Polybiom.

« Au-delà de l’absence de pétrole, pour que l’article soit au mieux biosourcé et biodégradable, aucun additif ne doit être ajouté pendant la phase de production », précise le directeur au CNRS Polymères et Composites BIO-sourcés, Patrick Navard.

L’entreprise MSL produit 6 à 8 tonnes par mois de miscanthus qu’elle vend sous la forme de pâte à une entreprise qui en élaborera un produit fini. La première entreprise cliente devrait débuter sa commercialisation début 2020. Gobelets, tissus, nappes, présentoirs et mobilier, visant à remplacer le bois ou le plastique ou le métal, seront vendus en Belgique, en Allemagne et au Canada. Le miscanthus comparé au maïs n’est pas coté sur le marché et sa culture ne nécessite pas autant d’intrants et d’interventions. L’investissement reste concentré à l’implantation et à la mise en production inédite du miscanthus, particulièrement lors de la première année.

Outre des objets produits à partir du bio plastique thermo formé ou moulé dans des machines classiques de plasturgie et de la pétrochimie, le miscanthus se dérive en deux autres gammes de produits. La résine de miscanthus peut également remplacer le polystyrène des petites boites ou la vaisselle jetable de la restauration rapide. « Nous ne sommes pas encore normés alimentaire, mais notre résine peut s’y prêter. On attend avant de se lancer, car ce sont des investissements relativement lourds » explique Olivier Suty.

Enfin, le miscanthus pourrait également remplacer la colle synthétique ou la colle à solvant hydrocarbure, dont les composantes sont issues du pétrole, selon Olivier Suty. La production et l’impact de ces colles industrielles qu’elles soient dérivées du néoprène ou du bois sont dévastateurs sur l’environnement. « Une colle dérivée du miscanthus n’atteint pas les 100 % de bio-dégrabilité, mais entre 97 % et 99%. Ce qui est largement au-dessus des norme françaises et européennes », atteste le directeur de MSL.  Un sac plastique biodégradable en miscanthus n’est pas réalisable pour l’instant, en raison des propriétés d’élasticité que demandent la matière plus fine du sac.

Matière souple à base de miscanthus
Boite à base de miscanthus ©Polybiom

Une plante aux multiples vertus écologiques

Au sud de Rennes à côté de Fougères, Philippe Foucret fait partie des quelques pépiniéristes français de miscanthus. Il a découvert la culture de cette plante en Allemagne où elle est majoritairement utilisée comme bio combustible. Tout comme en France où le miscanthus sert principalement de combustible écologique et économique pour les chaudières à biomasse individuelles ou collectives. Avec son taux de matière sèche supérieur à celui du bois, le pouvoir calorifique du miscanthus est comparable à celui des plaquettes de bois.

Philippe Foucret utilise également la tige du miscanthus pour le paillage agricole et la litière animale. « Le miscanthus, comme le jonc, est plein de cellulose. Sa paille est donc 3 fois plus absorbante que la paille de blé qui est creuse », explique l’agriculteur. La teneur élevée en cellulose s’explique par la récolte du miscanthus  « à sur-maturité » . « À la fin de l’hiver où nous avons observé plus de cellulose qu’avec une coupe en vert à l’automne »,  remarque  la chercheuse Maryse Brancourt, directrice de recherche à l’INRA AgroImpact. « Les communes et les villes en applique sur les massifs de fleurs et les plantations d’arbustes, sous forme de paillage, car ils n’ont plus le droit d’utiliser le glyphosate », explique Philippe Foucret. « Le miscanthus empêche les mauvaises herbes de pousser et maintient l’humidité dans le sol. De plus, le PH neutre du miscanthus limite l’acidification  du sol », développe Caroline Wathy, ingénieure agronome à Novabiom. Dans le secteur de l’éco-construction, le Miscanthus giganteus peut également faire office de matériaux en raison du pouvoir absorbant et de la capacité d’isolation de la fibre de la plante. 

Le miscanthus, une plante pour remplacer le plastique ?
récolte du miscanthus lorsque les tiges sont sèches ©Polybiom

Un dépolluant ?

Si le développement du miscanthus peut apparaître comme concurrent aux cultures vivrières, il se prête en revanche à des sols pollués. Le rhizome ou la racine de la plante agglomère et concentre certains métaux lourds.  « Les polluants sont stabilisés dans la couche superficielle sans descendre le sous-sol ou monter dans la tige », soulève Caroline Wathy, ingénieur agronome à Novabiom. Si l’aspect stabilisant est prouvé, « le pouvoir dépolluant » du miscanthus n’a pas encore été démontré et serait en cours d’étude. Les feuilles de miscanthus captent plus de CO2 qu’il n’en rejette lors de sa combustion. « Sa culture produit un enrichissement du sol en carbone, notamment grâce à la richesse de ses rhizomes en carbone et à un retour des résidus de récolte au sol », explique Maryse Brancourt. Il constituerait donc un puits de CO2 qui peut contribuer aux réductions de gaz à effets de serre.

Le miscanthus permet notamment de réduire localement les problèmes de qualité de l’eau. En outre, le caractère pérenne de sa culture et sa production de biomasse souterraine pourraient améliorer la structure du sol, augmenter la capacité de rétention en eau et ainsi réduire le ruissellement et l’érosion. « Au lieu de s’écouler dans les nappes phréatiques, le miscanthus favorise l’infiltration verticale vers le sol dans les parcelles », précise Caroline Wathy.

Pour la biodiversité, la culture du miscanthus est un bon couvert faunistique pour les petits animaux. « Les sols sont plus riches en verre de terre et favorisent la fertilité », atteste Patrick Navard. « Le miscanthus est un bon outil pour recréer des paysages moins ouverts, plus favorables à la biodiversité. La plante permet d’intégrer sur les plaines, des corridors écologique et de dessiner des mosaïques de cultures, en multipliant les bordures» ajoute Caroline Wathy.

La France cultive un peu plus de 5 000 hectare de miscanthus, moins que L’Allemagne ou l’Angleterre, selon Philippe Foucret. Malgré son empreinte écologique faible, sa valorisation de la terre agricole et ses nombreux débouchés, le miscanthus reste une plante encore très  peu cultivée. L’INRA s’y intéresse depuis 2006 et son unité AgroImpact travaille en particulier sur l’adaptation du miscanthus aux nouveaux usages dont la bioénergie et la chimie biosourcée ainsi que l’adaptation aux contraintes environnementales.

Par Louna Boulay

 


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Kaizen Magazine le 17/09/2019 à 21:15

Bonjour Christophe,

Merci de participer au débat.

La variété invasive répertoriée parmi la liste hiérarchisée des plantes exotiques envahissantes de l’organisation Européenne et Méditerranéenne pour la Protection des Plantes est le miscanthus Sinensis.

https://www.eppo.int/ACTIVITIES/invasive_alien_plants/iap_lists

Or, la variété abordée dans cet article est uniquement le miscanthus x giganteus.
Comme le précise l’INRA :

Si Miscanthus x giganteus possède beaucoup de ces qualités, il est cependant important de situer cette espèce par rapport à d’autres, notamment M. sinensis, (..)
Le miscanthus se reproduit par graines et par multiplication végétative, via son rhizome. Pour éviter la dispersion par graines, et ainsi favoriser l’insertion et l’acceptabilité de cette culture, la stérilité est une caractéristique incontournable. C’est le cas de M. x giganteus, du fait de son état triploïde. »

http://www.inra.fr/Chercheurs-etudiants/Biomasse/Tous-les-dossiers/Miscanthus/Criteres-de-selection-miscanthus/(key)/1

Le Miscanthus x giganteus est reconnue comme surface d’intérêt écologique (SIE) par la Politique agricole commune (Pac) depuis fin 2018 (à condition d’être ni fertilisées, ni traitées avec des produits phytopharmaceutiques).

https://www1.telepac.agriculture.gouv.fr/telepac/pdf/tas/2019/Dossier-PAC-2019_notice_SIE.pdf


Bonne journée :)

Louna Boulay

Christophe B. le 03/09/2019 à 21:43

Cultiver des Miscanthus, qu'il s'agisse de sinensis, de sacchariflorus ou de giganteus (qui est un hybride) n'est pas sans représenter un risque environnemental. En Europe, ces plantes sont bel et bien considérées comme des végétaux exotiques à populations invasives sur le site de l'Union Européenne www.europe-aliens.org (programme DAISIE), contrairement à ce qui est rapporté dans l'article.

Même si Miscanthus x giganteus est censé être stérile (contrairement aux deux autres espèces), il peut quand même se propager dans la nature par multiplication végétative. Quand on voit les problèmes posés par les Bambous et la Canne de Provence (qui sont des végétaux envahissants bien connus depuis longtemps), on peut s'attendre à ce que les Miscanthus soient plantés n'importe où n'importe comment sans précaution, faute de réglementation.

Nous assistons à une campagne de lobbying en faveur de la culture du Miscanthus de la part de la profession agricole en raison de la forte productivité de cette plante. Les rendements mirobolants du Miscanthus ne pourront être maintenus qu'à grands coups d'engrais chimiques et finalement cette culture cautionne un modèle d'agriculture conventionnelle, d'autant qu'elle nécessite des équipements lourds pour pouvoir être développée (engins puissants et très gourmands en gasoil).

Kaizen Magazine le 27/08/2019 à 17:11

Bonjour Julie,

merci d’alimenter ce débat :)
En ce qui concerne la biodiversité, Maryse Brancourt et d'autres chercheurs de l'INRA citent dans leur dernière synthèse (en cours de publication), une étude récente sur le miscanthus et la biodiversité. « Dans leur article de synthèse, Emmerling et Purle (2017), ont rapporté différentes études montrant un effet très positif du miscanthus sur la biodiversité des plantes et des animaux (oiseaux, petits mammifères, invertébrés, scarabées, papillons, araignées, vers de terre). »

lien de l'étude de Christoph Emmerling : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcbb.12409

Effectivement, les études de l’INRA soulèvent d’autres points et nuance les effets du miscanthus. D'où notre précision, à la fin de l’article, que le laboratoire travaille sur l’adaptation de la plante aux nouveaux usages.

Patrick Navard est directeur de recherche au CNRS et à l’École des Mines de Paris, il est spécialisé dans les Polymères et les Composites Biosourcés et travaille sur le miscanthus.

Bonne journée
Louna Boulay

Julie B. le 27/08/2019 à 13:20

Même si cette plante est économe en intrants et en phyto, je suis un peu choquée par votre article. iml me paraît important de tempérer les propos recueillis. L'INRA a aussi publié des articles sur les impacts environnementaux de la culture de Miscanthus avec des conséquences très dommageables : émissions de gaz à effet de serre lors du broyage (N2O), difficulté d’établir une culture en second dans une parcelle ayant porté du miscanthus, etc.
source : http://www.versailles-grignon.inra.fr/Toutes-les-actualites/201502-Changement-climatique-miscanthus

" Pour la biodiversité, la culture du miscanthus est un bon couvert faunistique pour les petits animaux. « Les sols sont plus riches en verre de terre et favorisent la fertilité », atteste Patrick Navard."
Je ne pense pas que ce Monsieur soit écologue. La richesse spécifique d'un écosystème dépend d'une mosaïque, d'une diversité d'habitats. Ce ne sera jamais positif de mettre des cultures de miscanthus sur de grandes surfaces comme cela existe déjà. Malgré des corridors écologiques la monoculture s'avére être un obstacle pour la faune si elle est dominante. Le miscanthus ne constitue pas un bon couvert pour la faune sauvage !!! Attention a analyser toutes les interactions et les composantes d'une culture avant d'en faire la promotion.