Empreinte carbone croissante des plastiques

Les matières plastiques sont utiles, bon marché et extrêmement populaires. La demande mondiale a quadruplé au cours des quarante dernières années et devrait continuer à augmenter, avec des conséquences négatives pour l'environnement et la santé humaine. Dans l'esprit du public, les matières plastiques sont surtout considérées comme nuisibles à l'environnement à la fin de leur cycle de vie, par exemple lorsqu'elles libèrent des gaz à effet de serre et des polluants atmosphériques en br?lant ou qu'elles polluent les eaux et les sols sous forme de microplastiques.

La recherche sur les conséquences environnementales globales du plastique s'est également concentrée en premier lieu sur la phase d'élimination. En revanche, il n'existe que peu d'études sur la fabrication des plastiques, qui affecte également le climat et la qualité de l'air. Des analyses approfondies nécessitent toutefois des informations détaillées sur les cha?nes d'approvisionnement et les processus afin de pouvoir retracer les flux de matières et d'énergie pertinents.

Empreinte mondiale des plastiques déterminée

"Jusqu'à présent, on partait du principe simplificateur que la production de plastique nécessitait des quantités de combustible fossile à peu près équivalentes à celles contenues dans le plastique en tant que matière première - le plus souvent du pétrole", explique Livia Cabernard, doctorante à l'Technology and Policy, Technology and Policy (ISTP) de l'ETH Zurich. Seulement voilà : on avait ainsi nettement sous-estimé le poids relatif de la production par rapport à l'élimination.

Cabernard fait partie d'une équipe de chercheurs réunis autour de Stephan Pfister, Senior Scientist à l'ISTP, et de Stefanie Hellweg, professeure à l'ETH pour la conception de systèmes écologiques à l'Institut des sciences et ingénierie de l'environnement. Gr?ce à un travail de détective méticuleux, l'équipe a analysé l'impact climatique et sanitaire de la cha?ne de création de valeur des matières plastiques dans le monde sur une période de deux décennies.

Dans une étude qui vient d'être publiée dans c?té externeNature Sustainability Dans l'étude publiée dans ce numéro, les scientifiques montrent que l'empreinte carbone mondiale des plastiques a doublé depuis 1995 et qu'elle atteignait en 2015 deux milliards de tonnes de CO₂-2(CO₂e) a atteint. Cela correspond à 4,5 % des émissions de gaz à effet de serre mondiales, ce qui est plus que ce qui était prévu jusqu'à présent. Au cours de la même période, l'empreinte sanitaire mondiale des plastiques par la pollution aux particules fines a augmenté de 70 pour cent, ce qui a entra?né en 2015 environ 2,2 millions d'années de vie en bonne santé (DALY) perdues.

Le charbon pour la chaleur industrielle, l'électricité et comme matière première

Pour leur étude, l'équipe a déterminé les émissions de gaz à effet de serre générées tout au long du cycle de vie des plastiques, depuis l'extraction des ressources fossiles jusqu'à la fin de vie, en passant par la transformation en classes de produits et leur utilisation, y compris le recyclage, l'incinération et la mise en décharge.

Les chercheurs identifient l'explosion de la production de plastique dans les pays émergents à base de charbon, comme la Chine, l'Inde, l'Indonésie et l'Afrique du Sud, comme la cause principale de l'augmentation du bilan des gaz à effet de serre des plastiques. Dans ces pays, l'énergie et la chaleur nécessaire à la production de plastique proviennent principalement de la combustion du charbon. De plus, le charbon est également utilisé, dans une moindre mesure, comme matière première pour le plastique.

"L'empreinte carbone liée au plastique du secteur des transports chinois, de l'industrie électronique indonésienne et du secteur de la construction en Inde a été multipliée par plus de 50 depuis 1995", explique Cabernard. Au niveau mondial, les émissions liées au charbon dans la production de p?tes ont quadruplé depuis 1995 et représentent désormais près de la moitié de l'empreinte carbone mondiale des plastiques.

Lorsque le charbon est br?lé, il produit des particules très fines qui s'accumulent dans l'air. Ces particules fines sont très nocives pour la santé et peuvent provoquer de l'asthme, des bronchites et des maladies cardiovasculaires. Comme le charbon est de plus en plus utilisé pour la chaleur industrielle, l'électricité et comme matière première dans la production de plastique, les effets négatifs sur la santé augmentent également.

Une production de plastique sous-estimée

Contrairement aux estimations précédentes, qui supposaient des quantités égales de combustible et de matière première pour la production de plastique, les chercheurs de l'ETH démontrent désormais que la quantité d'énergie fossile br?lée pour la production de plastique est deux fois supérieure à celle contenue dans le plastique en tant que matière première.

Cela a des conséquences sur l'évaluation de l'impact environnemental. "Même dans le pire des scénarios, dans lequel tous les plastiques seraient incinérés, leur production se taille la part du lion dans l'ensemble des émissions de gaz à effet de serre et de particules fines", explique Cabernard. L'ensemble de la phase de production du plastique est de loin responsable de la plus grande partie (96%) de l'empreinte carbone du plastique.

Des perspectives gr?ce à une nouvelle méthodologie

Jusqu'à présent, une seule publication avait étudié l'empreinte carbone globale de la production de plastique. "Celle-ci avait toutefois sous-estimé les émissions de gaz à effet de serre, car elle ne pouvait pas tenir compte de la dépendance croissante au charbon due à la délocalisation des processus de production dans des pays à base de charbon", explique Cabernard.

Pour leur étude, les chercheurs ont utilisé une nouvelle méthode que Cabernard avait développée auparavant dans sa thèse de doctorat sous la direction de Pfister et Hellweg. Il s'agit d'une analyse multirégionale input-output qui permet de représenter précisément les cha?nes de création de valeur globales de la production à la consommation à travers les secteurs, les pays ou les régions.