Julie BURAN, Romane MABILOTTE, Honorine ROBERT, Lona GUILLEMIN, Dr Stephane PIRNAY

Au cœur de notre quotidien, les plastiques sont devenus omniprésents, mais derrière cette ubiquité se cachent des défis cruciaux. Au-delà de leur rôle prédominant dans divers secteurs économiques depuis l’invention de la bakélite en 1907, les préoccupations émergent désormais quant aux possibles contaminants, provenant notamment des emballages [1, 2].

Au cours des dernières décennies, divers types de plastiques synthétiques ont été développés, offrant une variété de propriétés et d’applications. En 1926, le Polychlorure de vinyle (PVC), polymère thermoplastique présent dans de nombreux articles ménagers et intérieurs de voitures, connait un succès commercial. Puis suit le Polystyrène (PS), matériau rigide de faible densité utilisé comme isolant thermique pour les bâtiments. Cependant, ce n’est qu’après la Seconde Guerre mondiale que la production de plastique explose, grâce aux avancées technologiques et à l’abondance de matières premières.

Dans les années 50, l’apparition du polyester avec notamment le polyéthylène Téréphtalate (PET), le Polyéthylène Haute Densité (HDPE), le Polyéthylène Basse Densité (LDPE) ainsi que le Polypropylène (PP) étend la famille des plastiques. Le plastique commence alors à être largement utilisé pour les emballages de produits cosmétiques tels que les crèmes, lotions, shampooing et parfums. Celui-ci présentait des avantages tels que sa légèreté, sa durabilité et sa flexibilité. Il offrait une protection efficace contre les éléments extérieurs, préservant ainsi la qualité des produits cosmétiques.

Au fil des décennies, cette utilisation massive du plastique s’est généralisée. Cependant, près de la moitié du plastique est utilisée pour créer des produits de courte durée ou à usage unique dont la durée de vie est inférieure à trois ans. Bien que leur durée de vie utile soit courte, ces plastiques persistent dans l’environnement pendant des décennies, voire des siècles [3].

Ces dernières années, 147 millions de bouteilles plastiques de shampooing seraient vidées par an rien qu’en France. Depuis 2015, plus de 6,9 milliards de tonnes de déchets plastiques ont été produites. Parmi celles-ci, environ 9 % ont été recyclés, 12 % ont été incinérés et 79 % ont été accumulés dans des décharges ou dans la nature [4].

On constate un impact important sur la faune et la flore avec une contamination par des macro, micro et nano-plastiques des sols, eau douces et océans [5]. Les animaux tels que des mammifères, des reptiles, des oiseaux et des poissons se retrouvent enchevêtrés dans des gros débris de plastique, ce qui entraîne des blessures aiguës et chroniques, voire la mort. Les animaux ingèrent également de grandes quantités de plastique que leur système digestif ne peut absorber, ce qui entraîne des brûlures internes et des occlusions digestives pouvant provoquer la mort, mais nuit également à leur reproduction et affaiblit leur système immunitaire.

Du côté de l’Homme, une nouvelle étude de l’Université de Newcastle, en Australie, estime qu’une personne pourrait ingérer, par le biais de consommation d’aliments et de boissons, en moyenne 5 grammes de plastiques par semaine, soit l’équivalent d’une carte de crédit [6].

Dès les années 1970, l’augmentation des préoccupations environnementales a suscité un nouvel intérêt avec le besoin d’une alternative au plastique. L’utilisation d’emballages plus respectueux de l’environnement devient un enjeu prioritaire, avec notamment la progression de l’utilisation des biomatériaux.

La loi n°2015-992 du 17 août 2015 publiée au Journal officiel de la République française (JORF) relative à la transition énergétique pour la croissance verte expose les objectifs et les changements attendus pour préserver l’environnement et protéger la santé humaine. Par ailleurs, il est mentionné l’étendue des consignes de tri à l’ensemble des emballages plastiques sur l’ensemble du territoire avant 2022.

En France, le gouvernement a adopté le 21 janvier 2020 la loi anti-gaspillage pour une économie circulaire qui est axée sur de nouveaux objectifs. En l’occurrence, elle vise le zéro plastique jetable d’ici 2040, en donnant des consignes pour les années à venir afin de réduire l’impact du plastique sur l’environnement.

La directive (UE) 2019/904 du parlement européen et du conseil en date du 5 juin 2019 relative à la réduction de l’incidence de certains produits en plastique sur l’environnement mentionne les restrictions relatives à l’utilisation des produits en plastiques. Tous les produits plastiques cités ont été bannis de l’Union Européenne à compter du 3 juillet 2021 [7].

En réponse à ces préoccupations, de nombreuses entreprises ont commencé à explorer des alternatives plus durables, notamment les emballages biodégradables ainsi que les matériaux recyclables.

Les bioplastiques ne constituent pas une classe unique de polymères mais plutôt une famille de produits conçus pour présenter un meilleur impact environnemental que les matériaux plastiques conventionnels. Ils sont classés selon trois caractéristiques : leur origine (naturelle ou fossile), la chimie utilisée pour les synthétiser (conventionnelle ou de biosynthèse), ainsi que leur durée de vie (conventionnelle, compostage en conditions industrielles, ou biodégradation en toutes conditions) [8].

Parmi les bioplastiques, on retrouve le polyacide lactique (PLA) fabriqué à partir d’amidon de maïs ou de canne à sucre et utilisé pour diverses applications, notamment les films plastiques ou produits jetables. Puis, avec l’introduction de nouveaux polymères et de méthodes de production améliorées, le développement des polyhydroxyalcanoates (PHA), produit par des bactéries à partir de sources de carbone renouvelables, a apporté une nouvelle classe de bioplastiques offrant des propriétés de biodégradabilité et de biocompatibilité.

Cependant, le terme « bio » apposé sur de nombreux produits commerciaux reste déroutant pour les consommateurs, car il pourrait faire référence à la nature de la matière première à partir de laquelle les bioplastiques sont produits et/ou à leur fin de vie. De nombreuses parties prenantes, gouvernements, producteurs et consommateurs, se méfient du greenwashing sur ce sujet.

Par exemple, certains matériaux biosourcés voient leur biodégradabilité ou leur recyclabilité réduite, voire annulée après avoir subi une transformation chimique, même s’ils étaient initialement fabriqués à partir de matériaux naturels [9].  Par exemple, le citrate d’acétyltributyle (ATBC) ou le polyéthylèneglycol (PEG) peuvent être intentionnellement ajoutés pour traiter la fragilité du PLA, sa forte perméation à l’oxygène et ses mauvaises propriétés thermiques, ce qui peut aggraver à la fois sa biodégradabilité et son écotoxicité [10].

Il est alors important de noter que malgré l’engouement pour les emballages respectueux de l’environnement, il existe encore peu d’études fiables et approfondies sur la durabilité à long terme de ces alternatives. Il est également essentiel de noter qu’il existe actuellement peu, voire quasi aucune, étude scientifique détaillée sur les effets sur la santé humaine des migrants présents dans les bioplastiques. Cette lacune dans la recherche souligne l’importance de mener des études approfondies pour évaluer la sécurité des bioplastiques avant leur utilisation généralisée dans des applications en contact avec les aliments ou la peau.

Dans ce contexte, les textes réglementaires imposent de contrôler, tester et certifier ces emballages et notamment d’en étudier les interactions avec leurs contenus. Les études d’interaction contenu-contenant des produits se présentent alors comme une étape importante avant la commercialisation de ceux-ci.

L’ICC (Interaction Contenu-Contenant) est une méthode d’évaluation de la sureté d’un couple emballage-produit. Les polymères plastiques et leurs additifs ont la capacité d’interagir avec le produit et vice-versa. Cela peut modifier la composition du produit, ses propriétés et entrainer un véritable danger pour le consommateur.

On distingue plusieurs phénomènes d’interactions ou de migrations. Le phénomène de migration se caractérise par des molécules présentes dans l’emballage qui se retrouvent dans le produit fini. La perméation est quant à elle, un phénomène pendant lequel les matériaux de l’emballage, plus ou moins poreux, permettent des échanges entre la formule et l’extérieur. L’adsorption s’explique par les molécules se fixant sur l’emballage, et l’absorption par les molécules qui pénètrent dans l’emballage.

La composition de l’emballage joue un rôle important dans le phénomène de migration. Les molécules du polymère mais aussi les additifs et contaminants sont capables de migrer de l’emballage vers le produit. Le coefficient de diffusion de ces molécules dépendra de deux facteurs qui leur sont propres, le poids moléculaire d’une part et la structure chimique d’autre part. Plus le poids moléculaire est faible, plus la molécule migrera facilement. De plus, une molécule de faible poids moléculaire est capable de franchir certaines barrières protectrices de notre organisme provoquant un risque pour la santé du consommateur [7].

Schéma des phénomènes d’interaction et de migration

Les composés migrants issus des plastiques conventionnels sont bien connus, mais ceux des nouveaux matériaux d’emballage, tels que les plastiques recyclés doivent être identifiés. Une étude a montré que des migrants toxiques tels que des résidus de pesticides, incluant des herbicides, insecticides et fongicides, ainsi que des polluants environnementaux migraient des emballages en lignocellulose [8].

Cette exposition à des pesticides présente des risques pour l’Homme. Des études épidémiologiques ont mis en évidence des liens entre l’exposition aux pesticides et le risque d’apparition de pathologies cancéreuses, neurologiques ou encore des troubles de la reproduction [11].

De plus, en 2017, l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES) a émis une évaluation portant sur la migration de composés d’huiles minérales provenant d’emballages en papier et en carton recyclés. Des recherches menées par le laboratoire cantonal de Zürich en Suisse ont mis en lumière la présence de différentes catégories d’huiles minérales dans des produits alimentaires secs conditionnés dans des emballages en papier et carton. Les huiles minérales (MOH) représentent des mélanges complexes issus du pétrole brut, composés à la fois d’hydrocarbures saturés (MOSH) et d’hydrocarbures aromatiques (MOAH) [7].

Dans ce contexte, le laboratoire EXPERTOX propose des analyses d’ICC se concentrant sur la migration de substances, telles que les plastifiants, les résidus de solvants, ou d’autres composants potentiellement indésirables issus des emballages. Pour les nouveaux matériaux, une méthode analytique novatrice a été élaborée afin de détecter les substances toxiques éventuelles susceptibles de migrer de l’emballage vers le produit. Cette approche repose sur un screening par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse, visant à fournir des résultats précis sur la composition des matériaux utilisés [12, 13].

Substances recherchées pour chaque produit après tests ICC lors d’une étude antérieure en 2022-2023 du laboratoire. (Content-container interactions for recycled/bio-sourced packaging) [14]

Détail des substances investiguées :

• PHT (Phtalates) : Dimethyl phthalate (DMP), Diethyl phthalate (DEP), Di-isobutyl phthalate (DiBP), Di-butyl phthalate (DBP), Di-(2-methoxyethyl) phthalate (DMEP), Di-iso-pentyl phthalate (DiPP), n-pentyl-isopentyl phthalate (PiPP), Di-n-pentyl phthalate (DnPP), Dihexyl phthalate (DHP), Butylbenzyl phthalate (BBP), Dicyclohexyl phthalate (DCHP), Di-2-Ethyl Hexyl phthalate (DEHP), Di-n-octyl phthalate (DNOP).
• BIS ( Bisphénols) : Bisphénol AF, Bisphénol F, Bisphénol A, Bisphénol B, Bisphénol AP, Bisphénol ADE, Bisphénol M
• « Autres migrants » : Anthracène, Benzophénone, Butyled hydroxytoluène, Benzophenone-12, Caprolactam, Benzaldéhyde, Diméthyl fumarate, Triclosan, Trichloroéthylène, O-Xylène, Formamide, Acrylamide, 1,2,3 Trichloropropane, 1,4 Dichlorobenzène, 4,4’-diaminodiphenylméthane

Substances recherchées après tests ICC pour les nouveaux produits testés en 2023.

Détail des substances investiguées :

• PHT (Phtalates) : Dimethyl phthalate (DMP), Diethyl phthalate (DEP), Di-isobutyl phthalate (DiBP), Di-butyl phthalate (DBP), Di-(2-methoxyethyl) phthalate (DMEP), Di-iso-pentyl phthalate (DiPP), n-pentyl-isopentyl phthalate (PiPP), Di-n-pentyl phthalate (DnPP), Dihexyl phthalate (DHP), Butylbenzyl phthalate (BBP), Dicyclohexyl phthalate (DCHP), Di-2-Ethyl Hexyl phthalate (DEHP), Di-n-octyl phthalate (DNOP)
• BIS ( Bisphénols) : Bisphénol AF, Bisphénol F, Bisphénol A, Bisphénol B, Bisphénol AP, Bisphénol ADE, Bisphénol M
• « Autres migrants » : Anthracène, Benzophénone, Butyled hydroxytoluène, Benzophenone-12, Caprolactam, Benzaldéhyde, Diméthyl fumarate, Triclosan, Trichloroéthylène, O-Xylène, Formamide, Acrylamide, 1,2,3 Trichloropropane, 1,4 Dichlorobenzène, 4,4’-diaminodiphenylméthane

À l’aide de cette nouvelle méthode analytique, EXPERTOX a réalisé des ICC sur différents emballages biosourcés, tels que des emballages de gels douches et de soins en PE, un emballage de savon en carton recyclable, une cuillère fabriquée en bois, des bouteilles d’eau en plastique 100% recyclés, une bouteille avec 83% de plastique végétal issu de canne à sucre, ainsi qu’une boite d’un baume fabriquée en bambou.

Les résultats de notre étude antérieure sur les six premiers emballages recyclés de polyéthylène, utilisés pour l’hygiène et la cosmétique, montraient que le diéthylphthalate (DEP) et le benzaldéhyde font partis des contaminants détectés dans tous ces produits. Le DEP étant considéré comme un perturbateur endocrinien et le benzaldéhyde pouvant être dangereux pour l’humain, ces résultats sont préoccupants [14].

Concernant les résultats de notre étude actuelle des emballages, pour toutes les substances détectées, les résultats indiquent « < LQ » (inférieur à la limite de quantification). C’est-à-dire qu’aucun phtalate, bisphénols ou autres migrants de la liste des substances investiguées n’ont été détectés. Ces résultats se présentent comme plus favorables par rapport à l’étude précédente. Néanmoins il convient de conforter ces résultats avec des analyses futures d’un plus grand nombre d’emballages biosourcés et/ou recyclés.

En conclusion, la montée en puissance des plastiques dans notre quotidien a apporté des avantages considérables, mais elle a également généré des défis environnementaux et de santé importants.

Les initiatives réglementaires telles que la loi anti-gaspillage pour une économie circulaire en France et la directive de l’Union Européenne ont jeté les bases de la réduction de l’impact environnemental des plastiques.

Toutefois, il est essentiel de rappeler que le terme « bio » apposé sur de nombreux produits nécessite une attention particulière, car il peut parfois masquer des aspects moins écologiques.

De plus, l’interaction entre les bioplastiques et les produits qu’ils contiennent est un domaine qui nécessite davantage d’études, en mettant en lumière les concentrations spécifiques explorées dans ces recherches. Une analyse approfondie de ces aspects est cruciale afin de concilier la protection de l’environnement avec la sécurité des individus.

Le laboratoire EXPERTOX se positionne comme un acteur important, proposant des tests pour s’assurer de la sécurité de ces emballages, et ainsi réduire les risques pour la santé humaine et l’environnement.

Dans cet esprit, il est impératif de poursuivre les recherches, les réglementations et les initiatives visant à minimiser les risques potentiels pour la santé humaine. De plus, il pourrait être intéressant d’effectuer une étude comparative en analysant des emballages classiques afin de les comparer aux emballages biosourcés.

*publirédactionnel

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Références :

[1] Couture E, Guillemin L, Pirnay S. Study of the impurities present in the substances of cosmetic products. MOJ Toxicol. 2023;7(1):5‒10. DOI: 10.15406/mojt.2023.07.00169

[2] Audrey. (Décembre 2009). La Bakélite : Une Invention Révolutionnaire. Gralon. Disponible sur : https://www.gralon.net/articles/materiel-et-consommables/materiels-industriels/article-la-bakelite—une-invention-revolutionnaire-3407.htm (visité le 03/10/2023)

[3] WWF France (2023) Rapport : Mettre fin À la pollution plastique (visité le 09/10/2023)

[4] CLARIFICATION. Industrie Cosmétique : L’enjeu des emballages. (n.d.).  Disponible sur : https://clarification.co/blogs/infos/industrie-cosmetique-enjeu-emballages (visité le 03/10/2023)

[5] WWF France (Septembre 2020) Rapport : Le plastique, ça n’emballe plus ? (visité le 09/10/2023)

[6] WWF France (Juillet 2019) De la nature aux humains : jusqu’où iront les plastiques ? (visité le 09/10/2023)

[7] L. GUILLEMIN, L. SABBAH, S. PIRNAY, EXPERTOX (Juin 2022). A-t-on favorisé l’environnement au détriment de notre santé ? Focus sur les pailles éco-friendly. Chimie & Compagnie N°13

[8] Berthet, M., Angellier‐Coussy, H., Guillard, V., & Gontard, N. (2015). Vegetal fiber‐based biocomposites: Which stakes for food packaging applications? Journal of Applied Polymer Science, 133(2). https://doi.org/10.1002/app.42528

[9] Margis, I. by L. (Mai 2023). The future of beauty packaging: Five questions to Denis Paccaud, texen. Premium Beauty News. Disponible sur :  https://www.premiumbeautynews.com/en/the-future-of-beauty-packaging,21998 (visité le 04/10/2023)

[10] Ferreira-Filipe, D. A., Paço, A., Duarte, A. C., Rocha-Santos, T., & Patrício Silva, A. L. (2021). Are biobased plastics green alternatives? —a critical review. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(15), 7729. https://doi.org/10.3390/ijerph18157729

[11] DGS_Anne.M. (Avril 2023). Effets sur la santé d’une exposition à des pesticides. Ministère de la Santé et de la Prévention. Disponible sur : https://sante.gouv.fr/sante-et-environnement/risques-microbiologiques-physiques-et-chimiques/pesticides/article/effets-sur-la-sante-d-une-exposition-a-des-pesticides (visité le 09/10/2023)

[12] Thomas C, Siong D, Pirnay S. Evaluation of the content–containing interaction in cosmetic products using gas chromatography-mass spectrometry. Int J Cosmet Sci. 2014 Aug;36(4):327-35. doi: 10.1111/ics.12130. Epub 2014 May 17. PMID: 24749946.

[13] Charron C, De Vaugelade S, Richard F, Largitte A, Pirnay S. Optimization of the method of the content-containing interaction evaluation for cosmetic products by gas chromatography-mass spectrometry. Int J Cosmet Sci. 2018 Apr 25. doi: 10.1111/ics.12460. Epub ahead of print. PMID: 29693714.

[14] M. AGRON, R. MABILOTTE, M. GUILLAUME, L. GUILLEMIN, S. PIRNAY, EXPERTOX, (Septembre 2023). Content-container interactions for recycled/bio-sourced packaging. SECF Annales 997