Développement durable : la question des matériaux.

[FR] Dans un monde industrialisé, l’une des questions que nous devons confronter c’est comment produire des matériaux qui puissent résister à l’usage qui nous les donnons mais qui se dégradent à court ou moyen terme. En effet, actuellement beaucoup de matériaux que nous utilisons de manière temporaire, spécialement le plastique, résistent leur destruction pendant des années et peuvent même polluer la terre et les cours d’eau.

Tapones de plástico

Bouchons plastiques / Tapones de plástico / Plastic caps.

Une stratégie possible pourrait être d’imiter le fonctionnement des végétaux, dont les fruits ont souvent une durée de vie limitée, adaptée aux besoins du cycle de vie de chaque espèce. Il s’agirait d’une obsolescence programmée vertueuse, parce que leurs composants sont peu polluantes si elles sont bien traitées. À continuation suit une liste de quelques matériaux d’origine organique qui ont un certain potentiel dans la création de produits industriels :

– Bactéries : des créateurs comme Suzanne Lee cherchent la manière de produire des vêtements à l’aide de microorganismes. Acetobacter xilinum est une bactérie qui produit des fibres de cellulose pure quand elle est nourrie avec de la glucose, et qui est utilisée par Lee pour cultiver des tissus qu’elle façonne dans ses robes.

– Bambou: Le bambou est une plante de rapide croissance adaptée aux climats tempérés, sub-tropicaux et tropicaux et présente naturellement dans tous les continents (sauf l’Europe et l’Antarctique). Il est utilisé amplement dans les pays asiatiques pour la production de baguettes jetables dans les restaurants, ce qui suppose un gâchis énorme de matériel. Par contre, le bambou utilisé comme matériel de construction, également en Asie, produit une empreinte écologique moindre que d’autres matières.

– Bioplastiques : Ce type de plastiques sont produits à partir de ressources végétales renouvelables comme le blé, le maïs ou la patate douce. Ils présentent les avantages de générer moins de gaz de serre lors de leur fabrication que les plastiques conventionnels, d’être biodégradables et de ne pas contenir de composants toxiques (tels que le polémique Bisphénol A). En revanche, ils nécessitent d’être triés pour pouvoir être recyclés de manière adéquate et ils sont plus chers à produire (pour l’instant) que les plastiques à partir du pétrole.

– Champignons : la start-up Ecovative Design propose une alternative écologique aux emballages plastiques, générée totalement à partir de champignons et de résidus végétaux provenant de l’agriculture. Les champignons prennent la forme du récipient dans lequel ils sont cultivés, et peuvent ensuite être utilisés comme matière isolante pour le transport de marchandises, de la même manière que le polystyrène mais en étant 100% biodégradable. D’autres entreprises proposent des « cacahuètes » d’emballage crées à partir d’amidon végétale, biodégradables aussi.

Ecocradle : emballage à base de champignons.
Ecocradle: embalaje a base de hongos.
Ecocradle: mushroom-based packaging.
Image © Ecovative Design. Used with permission.

– Chanvre : sa rapide croissance s’ajoute à l’exceptionnelle résistance de ses fibres. Dans certains pays (comme les États Unis) sa culture est très limitée parce qu’il s’agit de la même plante qui produit le haschich. Cependant, les variétés utilisées dans l’industrie textile comportent un faible contenu de THC (psychotrope du cannabis). Le chanvre est employé actuellement par certaines entreprises, parfois combiné avec d’autres fibres animales ou végétales.

– Coton : il apparait dans cette liste comme un contre-exemple. Ils existent des initiatives de développement de commerce équitable et écologique de cette culture (spécialement en Afrique), mais son usage intensif est déconseillé parce qu’il présente une très baisse efficacité environnementale (par rapport au lin, aux fibres de cellulose [viscose], à la laine et même aux fibres synthétiques).

– Liège : matériel écologique et biodégradable, il est obtenu de l’écorce du chêne-liège qui est retirée sans tuer l’arbre. Le principal producteur mondiale est le Portugal. Il est utilisé principalement pour fabriquer des bouchons de boissons alcoolisées, et sa production est menacée car il est progressivement remplacé par du plastique, moins cher à obtenir. Il est aussi indiqué pour la fabrication de meubles ou d’accessoires, comme les tabourets Tupa.

– Produits recyclés : Le recyclage consomme des ressources et de l’énergie, donc il n’est pas toujours la solution idéale. Par contre, dans certains cas il permet de récupérer de ressources qui pourraient polluer la nature ou qui sont très difficiles à obtenir, spécialement quand il existe déjà une industrie dédiée à son traitement. Par exemple, les produits fabriqués 100% à base de pulpe de carton, comme la mould chair d’Amano et Sasaki, présentent l’avantage d’être facilement recyclables, parce qu’il n’est pas nécessaire de séparer les matériaux qui les composent. C’est la situation contraire du plastique PET recyclable : il existe une très haute demande de cette matière par les entreprises, mais l’offre sur le marché est très réduite à cause de la difficulté de le séparer du reste de plastiques jetés à la poubelle.

Escombrera a cielo abierto.

Décharge sauvage / Escombrera ilegal / Illegal dump.

Quelques stratégies aditionnelles :

– Optimiser la récupération de déchets organiques de l’industrie alimentaire et leur utilisation pour la création de nouveaux produits. Par contre, éviter l’emploi de matières premières alimentaires pour la fabrication, parce que cette voie pourrait entrainer l’inflation des prix des aliments de première nécessité, comme c’est arrivé au Mexique avec le maïs utilisé désormais pour obtenir des biocarburants.

– Si c’est possible, réduire la consommation de produits jetables, et favoriser les produits lavables et réutilisables. Pour les produits jetables, promouvoir les matériaux recyclés (carton, fibres végétales), recyclables (facilement séparables) et biodégradables (matières d’origine biologique).

– Étudier la vie utile des marchandises et l’adéquation entre le matériel utilisé et le produit. Les produits de vie courte, comme le pain, devraient être présentés dans des matériaux moins nuisibles pour la nature. Les produits de vie longe ou qui nécessitent d’une protection spéciale, ont besoin de matériaux plus résistants à l’action mécanique et aux conditions climatiques. En conclusion, il ne faudrait pas que les matériaux racourcissent la vie des produits qu’ils protègent, mais ils ne devraient non plus subsister pour toujours quand ils sont destinés à une utilisation éphémère (comme les sacs en plastique).

– Mettre en place des citernes de fermentation (bactéries, champignons) ou lacunes de purification biologique pour réduire l’impact des déchets organiques de l’industrie sur l’environnement. Ces matières organiques, si elles sont versées directement à la nature, peuvent provoquer des problèmes de pollution des sols et des eaux, produisant des phénomènes d’eutrophisation et des intoxications. Les lacunes de dégradation biologique aérobie de la fibre de cellulose sont déjà utilisées par certaines entreprises de fabrication de papier pour éviter polluer les cours d’eau.

– Dans le livre « Sustainable Materials – With Both Eyes Open », Julian M. Allwood et Jonathan M. Cullen proposent viser sur l’amélioration du traitement l’aluminium et l’acier du point de vue du développement durable. Selon eux, les méthodes qu’on pourrait trouver pour ces matériaux pourraient servir aussi pour optimiser l’utilisation des autres.

Traducción al español después del salto.
English translation after the jump.

[ES] Desarrollo sostenible: la cuestión de los materiales:

En un mundo industrializado, una de las cuestiones a la que debemos confrontarnos es la de cómo producir materiales que puedan resistir al uso que les damos pero que se degraden a largo plazo. En efecto, actualmente muchos materiales que usamos de manera puntual, especialmente el plástico, permanecen en la naturaleza durante años y pueden incluso contaminar la tierra y los cursos de agua.

Una estrategia posible podría ser la de intentar imitar el funcionamiento de los vegetales, que tienen frutos con una duración de vida limitada, adaptada a las necesidades del ciclo vital de cada especie. Se trata de una obsolescencia programada virtuosa, porque sus componentes son poco contaminantes si son bien tratados. A continuación sigue una lista de materiales de origen orgánico que tienen un cierto potencial en la creación de productos industriales:

– Bacterias: creadores como Suzanne Lee están buscando maneras de producir ropa con la ayuda de microorganismos. Acetobacter xilinum es una bacteria que produce fibras de celulosa cuando es alimentada con glucosa, y que es utilizada por Lee para cultivar tejidos que dan lugar a sus vestidos.

– Bambú: el bambú es una planta de crecimiento rápido adaptada a los climas templados, sub-tropicales y tropicales, y que se encuentra presente de forma natural en todos los continentes (excepto Europa y la Antártica). Es utilizado de manera intensiva en los países asiáticos para la fabricación de palillos desechables para los restaurantes, lo cual supone un desperdicio enorme de material. Sin embargo, el bambú utilizado como material de construcción, también en Asia, tiene un impacto ecológico menor al de otras materias.

En Martinica

Le bambou pousse naturellement dans des régions tropicales de la planète.
El bambú crece de manera tropical en las regiones tropicales del planeta.
Bamboo grows naturally in tropical regions of the world.

– Bioplásticos : este tipo de plásticos son producidos a partir de recursos vegetales renovables como el trigo, el maíz o la batata. Presentan las ventajas de generar menos gases de efecto invernadero durante su fabricación que los plásticos convencionales, de ser biodegradables y de no contener substancias tóxicas (como el polémico Bisfenol A). Sin embargo, para reciclarlos hay que separarlo adecuadamente, y (de momento) son más caros de producir que los plásticos a partir del petróleo.

– Hongos: la empresa Ecovative Design propone una alternativa ecológica al embalaje plástico, generada totalmente a partir de hongos y de residuos vegetales provenientes de la agricultura. Los hongos toman la forma del recipiente en el cual son cultivados, y pueden ser utilizados como material aislante para el transporte de mercancías, de la misma manera que el poliestireno pero siendo 100% biodegradable. Otras empresas proponen « cacahuetes » de embalaje creados a partir de almidón vegetal, también biodegradables.

Les « cacahuètes » d’emballage peuvent être fabriqués à partir d’almidon végétal.
Los « cacahuetes » de embalage pueden ser fabricados a partir de almidón vegetal.
Packaging peanuts can be made from vegetable starch.
Photo CC BY NC SA acmacom.

– Cáñamo: su rápido crecimiento se añade a la excepcional resistencia de sus fibras. En algunos países (como los Estados Unidos) su cultivo es muy limitado porque se trata de la misma planta que produce la marihuana. Sin embargo, las variedades utilizadas en la industria textil contienen un bajo contenido en THC (agente psicotrópico del Cannabis). El cáñamo es usado actualmente por algunas empresas, a veces combinado con otras fibras animales o vegetales.

– Algodón: aparece en esta lista como un contra-ejemplo. Existen iniciativas de comercio equitable y ecológico de este cultivo (especialmente en África), pero su uso intensivo está desaconsejado porque presenta una muy baja eficacidad ambiental (en comparación al lino, a las fibras de celulosa [viscosa], a la lana e incluso a las fibras sintéticas).

Algodón en rama

Le coton présente une faible efficacité environnementale.
El algodón presenta una baja eficiencia ambiental.
Cotton presents low environmental efficiency.
Photo CC BY NC Martin La Bar.

– Corcho: material ecológico y biodegradable, el corcho es obtenido de la corteza del alcornoque, que es retirada sin matar al árbol. Su principal productor mundial es Portugal. Se usa principalmente para fabricar los tapones de las bebidas alcohólicas, y su producción está amenazada ya que está siendo reemplazado por el plástico, menos caro de producir. También puede utilizarse para la fabricación de muebles o accesorios, como los taburetes Tupa.

– Productos reciclados: el reciclaje consume recursos y energía, así que no es siempre la solución ideal. Aún así, en algunos casos permite recuperar materiales que podrían contaminar la naturaleza o que son difíciles de obtener, especialmente cuando existe una industria ya desarrollada para su tratamiento. Por ejemplo, los productos fabricados a 100% a base de pulpa de cartón, como la mould chair de Amano y Sasaki, presentan la ventaja de ser facilmente reciclables, ya que no es necesario separar los materiales que la componen. Es la situación contraria a la del plástico PET reciclable: existe una demanda muy alta de él en la industria, pero la oferta en el mercado es muy reducida porque éste es muy difícil de separar del resto de los plásticos que son tirados a la basura.

Algunas estrategias adicionales:

– Optimizar la recuperación de desechos orgánicos de la industria alimentaria y su utilización para la creación de nuevos productos. Por otra parte, evitar el uso de materias primas alimentarias para la fabricación, ya que ésto podría generar escasez e inflación de los precios de los alimentos de primera necesidad, tal como ocurrió en México con el maíz usado para fabricar biocarburantes.

-Si es posible, reducir el consumo de productos desechables, y favorizar dispositivos lavables y reutilizables. Para los productos desechables, promover los materiales reciclados (cartón, fibras vegetales), reciclables (fácilmente separables) y biodegradables (de origen orgánico).

– Estudiar la vida útil de las mercancías y la adecuación entre el material utilizado y el producto. Los productos de vida corta, como el pan, deberían ser presentados en materiales poco nocivos para la naturaleza. Los productos de vida larga o que necesiten una protección especial necesitan materiales más resistentes a la abrasión y a las condiciones climáticas. En conclusión, los materiales no deberían acortar la vida de los productos que protegen, pero tampoco permanecer en la naturaleza durante años cuando están destinados a un uso muy puntual (como ocurre con los sacos de plástico).

– Poner en marcha cisternas de fermentación (bacterias, levaduras) o lagunas de purificación biológica para reducir el impacto de los desechos orgánicos de la industria sobre el medio ambiente. Estos componentes orgánicos, si son vertidas directamente a la naturaleza, pueden provocar problemas de polución de los suelos y las aguas, dando lugar a fenómenos de eutrofización e intoxicaciones. Las lagunas de degradación aeróbica ya son utilizadas por la algunas empresas papeleras para degradar las fibras de celulosa y así evitar contaminar los cursos de agua.

-En el libro «  »Sustainable Materials – With Both Eyes Open », Julian M. Allwood y Jonathan M. Cullen proponen centrarse en la mejora del tratamiento del aluminio y del acero del punto de vista del desarrollo sostenible. Según ellos, los métodos que se podrían encontrar para estos materiales podrían servir también para mejorar la utilización de los demás.

[ENG] Sustainable development: the question of materials:

In an industrialised world, one of the main questions we must ask ourselves is how to produce materials that could resist the use we intend for them but that disappear in the short or medium term. In fact, nowadays we use many materials for temporary tasks, specially plastic, that can resist destruction for many years and even pollute the earth and the water courses.

One option could be imitating the way plants work, where fruits have a limited life span which is adapted to the life cycle of each species. It is a kind of virtuous programmed obsolescence, because their components are not very polluting if they are well treated. Next is a list of materials of organic origin that have a certain potential for the creation of industrial products:

– Bacteria : creators such as Suzanne Lee are looking for ways of producing clothes by using microorganisms. Acetobacter xilinum is a bacteria that produces cellulose fibbers when administered with glucose, and that is used by Lee to grow tissues, that she transforms into garments.

Bioplástico para las masas.

Le bioplastique est produit à partir de diverses matières organiques.
El bioplástico es producido a partir de diversas materias orgánicas.
Bioplastic is produced from a variety of organic matters.
Photo CC BY NC Kabelfresser.

– Bamboo: bamboo is a fast-growing plant adapted to temperate, subtropical and tropical climates, and it is naturally present in all continents (except Europe and the Antarctic). It has been used intensely in Asia for making disposable chopsticks used in restaurants, which generates an enormous waste. However, bamboo used as a construction material, also in Asia, has a lower ecological footprint than other matters.

– Bioplastics: this kind of plastics are produced from renewable vegetable resources such as wheat, corn or sweet potatoes. They have the advantage of producing less greenhouse gases during their fabrication than usual plastics, of being biodegradable and of not containing toxic substances (such as the polemic Bisphenol A). Although, it is necessary to separate them in order to recycle them adequately, and (by now) they are more expensive to produce than petrol-based plastics.

– Mushrooms: the Ecovative Design start-up is proposing an ecological alternative to plastic packaging, totally generated from mushroom tissues and vegetable waste from the food industry. Mushrooms take the shape of the container where they are grown in. They can be used as an insulating material for the transportation of consumer goods, the same way as polystyrene does but being 100% biodegradable. Other companies propose packaging peanuts created from plant starch, also biodegradable.

– Hemp: its rapid growth adds to the exceptional resistance of its fibbers. In some countries (including the United States) its use is very limited because it is the same plant that produces marihuana. Still, the varieties used in the textile industry contain very low amounts of THC (the psychoactive constituent of Cannabis). Hemp is actually been employed by some companies, sometimes combined with other animal or plant fibers.

– Cotton: it appears in this list as a counter-example. There are some efforts for developing ecologic and fair-trade cultures of this crop (specially in Africa), but its intensive use is not very advisable because it presents a very low environmental efficacy (compared to bast fibbers [linen], cellulose fibbers [viscose], wool and even synthetic fibbers).

– Cork: ecological and biodegradable material, cork is obtained from the bark of the cork oak, which is extracted without killing the tree. The main producer in the world is Portugal. It is mainly used for wine stoppers, but its production is on the low as it is progressively being replaced by plastic, which is cheaper to produce. It can also be used for making furniture or accessories, such as the Tupa stools.

– Recycled products: recycling consumes energy and resources, so it is not always the ideal solution. Even then, in some cases it allows recovering materials that could harm nature or that are very difficult to obtain, specially when there exists already an industry devoted to their treatment. For instance, products totally made from cardboard pulp, such as the mould chair by Amano and Sasaki, have the advantage of being easy to recycle, because it is not necessary to separate the materials that compose them. It is the opposite situation for PET recyclable plastic: even if demand by the industry is very high, the market stock is low because its separation from other disposed plastics is very complex.

-Some additional strategies :

– In the one hand, to optimise the recovery of organic waste from the food industry and their use for creating new products. In the other hand, to avoid using edible crops as source material for fabrication, because this method would generate scarcity and inflation of basic goods, as it happened in Mexico with corn used to obtain biofuel.

– If possible, to reduce the consumption of disposable devices, and to choose washable, reusable products. For disposable products, to promote materials that are recycled (cardboard, vegetable fibbers), recyclable (easy to separate) and biodegradable (of organic origin).

-To study the shelf life of consumer goods and the appropriateness between packaging materials and product. Short life products, such as bread, should be presented in materials easier to degrade in nature. Long life products or those that need an special protection, need materials that are more resistant to mechanical action and climatic conditions. In conclusion, materials should not shorten the life of the products they protect, but they should not either linger in nature for years to come when they’re employed for a temporary use (as it is the case of plastic bags).

– To put in place fermentation tanks (bacteria, yeasts) or biological purification lagoons for reducing the impact of organic industrial waste on the environment. These organic matters, if released directly to nature, can provoke pollution problems on soils and water masses, making intoxications and euthrophisation processes appear. Aerobic biodegradation lagoons are already being used by the paper industry to degrade cellulose fibbers and so avoiding the pollution of water courses.

-In the book « Sustainable Materials – With Both Eyes Open« , Julian M. Allwood and Jonathan M. Cullen propose improving the treatment of aluminium and steel from the point of view of sustainable development. According to them, the advances made for these materials could also modify the use of other widely-used materials.

Bibliographie / Bibliografía / Booklist :
Beyond Green. Ed. ArtEZ Press , d’jonge Hond, 2008.
Materials for sustainable sites. Ed. Wiley.
Experimental eco-design. Ed. Rockport publishers.
Green Design. Ed. Braun Publishing.
Sustainable Materials – With Both Eyes Open. Ed. UIT Cambridge.

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