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AccueilBiosourcé, pétrosourcé, quel est le bon choix pour vos matières ?

Biosourcé ou Pétrosourcé  

Quel est le meilleur choix à faire pour le sourcing de vos matières ?

Marion Kssis, Ingénieure ACV & éco-conception, spécialisée dans le secteur de la Chimie, nous décrypte dans cet article les questionnements autour de l’impact lié aux matières premières et aux substances. Un des grands enjeux de décarbonation des industries chimique repose notamment sur la conception de produits faits à partir de matières plus durables, mais aussi moins dangereuses et toxiques pour la santé et l’environnement. C’est le concept de Chimie Verte, autrement appelé Chime Durable.

 

Ce concept est adopté aux US au début des années 1990 dans le but de mettre en place un cadre de prévention des risques et de dépollution des activités du secteur. Il fait suite aux différents accidents de la fin des années 90 : Seveso (en Italie, 1976), AZF (Toulouse 2001), qui ont libéré de nombreuses substances polluantes et persistantes dans l’environnement. Dès lors est introduit la notion de danger dans la définition de la Chimie Verte : “La chimie verte a pour but de concevoir et de développer des produits et des procédés chimiques permettant de réduire ou d’éliminer l’utilisation et la synthèse de substances dangereuses”. En ce sens, le danger est vu au sens large : atteinte physique (explosion, substance inflammable, corrosive), toxicologique (cancérigène, reprotoxique, mutagène), et plus global (atteinte à l’environnement telle que l’eutrophisation des eaux, l’acidification des océans, le changement climatique…). De là sont érigés 12 principes par les chimistes américains Anastas et Warner, correspondant à des sortes de lignes directrices visant à réduire l’impact des synthèses ou procédés chimiques.

Figure : 12 principes de la chimie verte

 Source : culture science

Parmi les 12 principes, une des solutions les plus efficaces a été de remplacer certaines matières pétrosourcées, par des matières biosourcées, répondant ainsi aux principes 7 et 10 (en partie) de la Chimie Verte. Ce passage vers des ressources renouvelables a notamment permis de diminuer la pression sur l’extraction du pétrole, ou des substances issues du monde animal (squalane de requin utilisé dans le secteur de la cosmétique par exemple).

 

Mais renouvelable ne veut pas automatiquement signifier durable. Pétrosourcé, biosourcé, naturel…  que signifient réellement ces termes ? Quelles sont leurs spécificité, performance et leur impacts respectifs ?

Vous entendez souvent dire que le biosourcé est la solution pour un sourcing respectueux de l’environnement. Vous souhaitez sortir de la dépendance aux ressources fossiles, au pétrole et à ses prix volatiles, pour assurer la pérennité de votre activité. Vous vous questionnez sur la véracité des injonctions concernant le « naturel » et le « biosourcé ». En parallèle, les enjeux environnementaux dépendent étroitement des matériaux utilisés, et leurs impacts peuvent radicalement faire varier l’impact de vos produits finaux.

Alors par où commencer pour faire les bons choix et garantir la performance de vos produits tout en réduisant votre empreinte ? Les matériaux biosourcés sont-ils vraiment la bonne solution ?

Produit biosourcé, pétrosourcé, naturel… de quoi parle-t-on ?

Biosourcé : ce sont des produits fabriqués partiellement ou complètement à partir de biomasse, majoritairement issue du végétal, mais aussi parfois d’origine animale (laine, cuir) ou d’autres organismes vivants tels que les levures ou encore les champignons qui sont capables de synthétiser des molécules d’intérêt grâce aux biotechnologies de fermentation.

À noter : le pourcentage minimal de matière biosourcée requis pour porter l’appellation « biosourcé » varie selon les réglementations et les secteurs d’activité. Chaque domaine (construction, emballage, textile, etc.) définit ses propres seuils, souvent fixés par des normes ou des labels dédiés.

(Attention, biosourcé ne signifie pas forcément biodégradable. La biodégradabilité est liée à la capacité d’une matière à pouvoir être découpée en petits fragments sous l’action naturelle de micro-organismes et d’enzymes, sans considération de temps ou de conditions particulières.)

 

Naturel : ce terme est souvent associé ou confondu avec biosourcé. Néanmoins, suivant le secteur, la terminologie peut varier. Très souvent, cette appellation est retrouvée dans les secteurs de la cosmétique, le textile et l’agro-alimentaire, signifiant qu’un ingrédient d’origine naturelle ne subit pas ou que très peu de transformation majeure par des procédés chimiques. Dans ce cas, des procédés peu déstructurants d’un point de vue moléculaire (la distillation, l’extraction, la macération…) sont utilisés et les principes de la Chimie Verte sont appliqués. Souvent, ces matières sont considérées comme « brutes », et présentes en très petites quantités dans les formulations (par ex. « extrait de lavande », 0,001%)

 

Pétrosourcé : cette appellation regroupe toutes les matières conventionnelles fabriquées à partir de pétrole ou dérivés du pétrole et subissant de fortes transformations chimiques lors de leur fabrication (vapocraquage, reformage catalytique…)

 

En France, le marché actuel du biosourcé est en plein essor : 11 % des matières premières utilisées par l’industrie de la chimie qui sont d’origine végétale, ce qui représente 10% du chiffre d’affaire de la chimie française, en croissance de plus de 5% par année (Source : Association Chimie du Végétal). Cette croissance s’explique en partie par l’intérêt des consommateurs à acheter ce type de produits (en 2018, 88% des français avaient une bonne image des produits biosourcés, sondage Ifop), mais également à cause de la volatilité du prix du pétrole, et pressions réglementaires de santé publique autour de la substitution des molécules préoccupantes (REACH, 2020).

Le secteur de la cosmétique en est le parfait exemple : depuis les années 1970 déjà, le secteur se positionne en créant des labels pionniers comme ECOCERT. Ces engagements se matérialisent désormais dans le cahier des charges international COSMetic Organic Standard (COSMOS) pour l’harmonisation des garanties des labels cosmétiques bio à l’international, ainsi que l’indice de naturalité, formalisé dans la norme ISO 16128.

Le biosourcé est d’autant plus plébiscité qu’il joue un rôle prépondérant dans la diminution des impacts des filières de la chimie et des industries, avec une réduction prévisionnelle de 26% des émissions d’ici 2030 d’après la Feuille de route de décarbonation de filière chimie (2021).

 

Alors comment expliquer cette différence entre biosourcé et pétrosourcé ? Dans quelle mesure est-il pertinent de substituer du biosourcé au pétrosourcé ? 

Penser l’empreinte environnementale au delà de l’étiquette « naturel » : quels sont les vrais enjeux environnementaux au niveau du cycle de vie de ces produits ?

1. Les enjeux environnementaux au niveau de la chaîne d’approvisionnement

Il existe plusieurs filières de transformation industrielles de la biomasse agricole et forestière, principalement des bioraffineries mobilisant des procédés physico-chimiques et thermiques classiques ou des biotechnologies (biocatalyse ou fermentation). Ces filières adressent plusieurs marchés : alimentaire, énergétique, chimique, matériaux…

L’intérêt est de remplacer les dérivés pétrosourcés fabriqués à partir de technologies lourdes dites de craquage, et ainsi de contribuer à la réduction d’impact environnemental des procédés et produits : en construisant des filières plus durables, cela permet de substituer du carbone fossile par du carbone biogénique issu de la photosynthèse. D’un côté, les produits pétrosourcés engendrent une extraction du carbone de la lithosphère et un relargage supplémentaire de CO2 dans l’environnement. De l’autre, la contribution des produits biosourcés au changement climatique est moindre, du fait du captage initial du dioxygène de carbone déjà présent dans la biosphère-atmosphère.

Au-delà de l’empreinte carbone directe, d’autres enjeux non négligeables sur d’autres sphères doivent être considérés avec attention concernant le biosourcé :

  • Compétitivité et changement d’affectation des sols : La production de biomasse dédiée à des secteurs spécifiques (cosmétique, transport avec les biocarburants, etc.) peut exiger l’utilisation de terres supplémentaires, générant ainsi des impacts, comme des émissions de gaz à effet de serre (GES), induits directement et indirectement par la conversion des sols. Ces émissions peuvent survenir non seulement là où la nouvelle production de biomasse est implantée (nouveaux intrants, engrais, etc.), mais aussi ailleurs, en raison du déplacement des cultures initialement cultivées sur ces terres. Par ailleurs, il ne faut pas négliger la concurrence pour l’usage des terres entre la production de biomasse et les cultures agroalimentaires. Ce phénomène est déjà observable avec la biomasse destinée à la production d’énergie, bien que ce secteur soit strictement encadré par des directives européennes, comme la RED (Renewable Energy Directive) ou des standards de certification durabilité et traçabilité sur l’approvisionnement de matières premières (ISCC, RSB, RSPO…). Ces arbitrages soulèvent des enjeux majeurs pour la répartition et la gestion durable des ressources.

 
  • Gestion de l’eau et risque de stress hydrique : l’amont agricole pour la production de biomasse nécessite de fortes consommations en eau et pose la question cruciale de l’allocation des ressources hydriques entre les différents usages et secteurs. En France, les usages de l’eau sont répartis à 58% pour usages agricoles, 26% pour les usages domestiques et la production d’eau potable, 12% pour la production d’énergie et 4% pour l’industrie (dont 29% alloués pour l’industrie chimique, selon les documents officiels du Ministère Aménagement du territoire Transition écologique, Plan eau 2023). Un transfert des ressources en eau devient donc un enjeu sociétal de priorisation des secteurs et de conservation de la qualité de l’eau destinée à la consommation. Cette concurrence interroge la durabilité de certains usages, notamment dans les régions où les tensions sur l’eau sont déjà fortes, risquant de compromettre la sécurité alimentaire et l’équilibre des écosystèmes locaux.


A titre d’exemple, la Chine a fixé en 2020 un objectif de production de 12 millions de tonnes de bioéthanol à base de maïs, une ambition dont l’impact hydrique a été analysé par Yang et al. (Land and water requirements of biofuel and implications for food supply and the environment in China, Energy Policy). Selon leurs calculs, atteindre ce volume exigerait un prélèvement en eau équivalent au débit annuel du Fleuve Jaune, alors que 64 % des terres arables chinoises, situées dans le nord du pays, subissent déjà une baisse critique des nappes phréatiques en raison d’une consommation dépassant les stocks disponibles (Khan et al., Agricultural Water Management, 2009, p. 349-360). Ce cas concret met en lumière un conflit d’usage majeur : les biocarburants, bien que promus comme levier de décarbonation, peuvent aggraver les pénuries d’eau, menacer la sécurité alimentaire et accentuer les pressions environnementales, notamment dans les zones où les ressources en eau douce sont déjà limitées. Une problématique qui dépasse la Chine, touchant aussi l’Inde, l’Ouest des États-Unis ou l’Australie, où les cultures dédiées (maïs, blé, soja) entrent en compétition directe avec les besoins en eau des populations et des écosystèmes. (source) 


Typiquement, en ACV, la méthodologie de “l’empreinte eau” encadrée par la norme ISO 14046 permet de quantifier justement le stress hydrique et la qualité de l’eau, et d’ainsi évaluer l’impact sur la ressource en eau des grandes entreprises qui sont de plus en plus challengées, notamment par la directive CSRD (Corporate Sustainability Reporting Directive) avec les normes ESRS (European Sustainability Reporting Standards), sur le suivi des consommations d’eau à mettre en regard du stress hydrique du pays où la production est faite.


Néanmoins, la véritable question de l’épuisement des ressources fossiles, combinée aux enjeux géopolitiques, engendre une vulnérabilité croissante et remet en cause les modèles économiques encore dépendants du pétrosourcé. Les risques de rupture d’approvisionnement, la volatilité des prix et les incertitudes politiques remettent en question la pérennité de ces filières. Dans ce contexte, les matériaux biosourcés offrent une alternative concrète pour réduire la dépendance aux ressources fossiles. Cette transition s’impose donc comme un levier stratégique, non seulement pour sécuriser les approvisionnements, mais aussi pour repenser les modèles d’achats et d’industrialisation à long terme.

2. Toxicité et prise en compte des impacts sur l’ensemble du cycle de vie

Attention aux simplifications excessives : un produit biosourcé ne signifie pas nécessairement qu’il est moins toxique. Comme mentionné précédemment, l’amont agricole pour la fabrication de ces matières nécessite l’utilisation d’intrants supplémentaires (engrais, pesticides). Également, lors de la fabrication, certaines combinaisons de molécules peuvent aussi à l’origine de la production des cocktails très toxiques. A titre d’exemple, certains procédés de conversion de la biomasse (pyrolyse, gazéification, fermentation, etc.) peuvent émettre des composés organiques volatils (COV), des aldéhydes (comme le formaldéhyde), des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), ou des composés oxygénés toxiques et mutagènes (ex. : acide acétique, furfural). Une gestion efficace des potentiels contaminants et déchets doit donc être mise en place sur les sites de production pour éviter des émissions fugitives vers l’environnement. Les douze principes de la Chimie Verte permettent justement de limiter et prévenir les pollutions à la source.

Il reste donc important d’évaluer l’impact sur l’ensemble des indicateurs environnementaux pour identifier les effets du passage du pétrosourcé au biosourcé à grande échelle, sans omettre également toutes les étapes de cycle de vie pour éviter les transferts d’impact.

3. Quid de la performance de ces matières ?

Au delà du critère environnemental, il s’agit aussi de prendre en compte les critères techniques et de performance. Le biosourcé est-il capable d’assurer les mêmes fonctions que du pétrosourcé ?

Le rôle des équipes R&D et produits est très important dans les étapes de conception d’un produit. La connaissance métier permet de combiner tous les critères puisque le choix ne se limite pas à la seule dimension écologique mais implique également des critères techniques :

  • Rendement et sélectivité pour la production des matières premières,
  • Performance produit,
  • Durée de vie des produits, autrement dit la performance maintenue dans le temps.

En remplaçant le plastique pétrosourcé pour mon emballage par du plastique biosourcé, va-t-il être aussi résistant ? Les impacts à la fabrication seront diminués pour le biosourcé, mais si sa durée de vie est réduite et qu’il est nécessaire d’inclure un second emballage, la démarche perd son sens. De même, si le passage du pétrosourcé au biosourcé implique une hausse de la quantité de matières premières pour la fabrication de l’emballage. Toutes ces considérations peuvent radicalement faire varier les conclusions sur le comparatif environnemental entre biosourcé et pétrosourcé.

Il est à noter que les contraintes diffèrent selon les secteurs et que le biosourcé n’est pas toujours envisageable en fonction des restrictions réglementaires liés à certains usages, en particulier dans le domaine de la santé (règlement Medical Device Regulation (MDR), REACH,…), et certaines applications en cosmétique et parfum (par exemple, le domaine de la fragrance suit les lignes directrices de l’Association internationale du parfum IFRA, et du Règlement Cosmétique Européen RCE, mais selon les applications comme le haircare, il existe des textes sectoriels spécifiques autorisant ou non l’utilisation de certaines matières biosourcées).

La meilleure chose à faire pour opérer un choix : mesurer. L’ACV permet d’évaluer l’éco-efficience des produits, et donc de comparer les impacts environnementaux à performance équivalente. En croisant cette approche avec notre expertise sectorielle, nous formulons des recommandations sur mesure, avec une vision globale des enjeux réglementaires propres aux secteurs que nous accompagnons.

 

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