Niveau :

Niveau :
Terminale S
Thème :
Agir
Sous-thème :
Économiser les ressources et respecter
l’environnement
Les polymères biodégradables
Notions et Contenus :
Nature de l’activité :
Polymères naturels et synthétiques
Activité documentaire et expérimentale
Prérequis
 Définition d’un polymère.
 Écriture de la formule d’un polymère.
 Formule des esters.
Objectifs
spécifiques
Objectifs
Objectif transversal
Connaissance
Compétences
exigibles
Capacité disciplinaire
Capacités transversales
Obstacles
prévisibles
 Mener une démarche expérimentale sur la
biodégradabilité des polymères.
 Utiliser la dépolymérisation comme réaction de
dégradation.
 Acquérir de l’autonomie en TP.
 Définition d’un matériau biodégradable.
 Pratiquer une démarche expérimentale pour
déceler le caractère biodégradable d’un
matériau.
 Extraire,
organiser
informations utiles.
 Communiquer à l’écrit.
Écrire l’équation d’une réaction de dépolymérisation.
et
exploiter
des
Objectif de l’activité : Faire prendre conscience de l’intérêt de la biodégradabilité de produits usuels de
consommation.
Activité expérimentale :
Ce couple, sensibilisé au problème des déchets à l’habitude d’acheter des pastilles qui peuvent être déposées
dans le lave-vaisselle avec leur emballage hydrofilm 100% soluble et biodégradable.
Le mari aimerait en savoir un peu plus sur ces
matériaux biodégradables.
Intrigué et intéressé, il voudrait savoir si la dégradation
de ces emballages « fonctionnent » comme le
chewing-gum révolutionnaire que sa femme a ramené
des États-Unis.
1°) En liaison avec les connaissances acquises
en SVT, proposer une (ou des) manipulations
qui permettront d’expliquer pourquoi, avec
cette nouvelle marque de pastille, il faut
enlever l’emballage.
2°) Quelles sont les meilleures conditions de
dégradation pour l’emballage biodégradable ?
Activité documentaire :
Document n° 1 : le premier chewing-gum biodégradable
Question :
Expliquer en quoi le chewing-gum REV7 ® est
biodégradable.
Document n° 2 :
Pour empêcher l’accumulation des composés non dégradables dans la nature, il existerait deux solutions,
actuellement objets de recherches : utiliser des souches microbiennes pouvant attaquer des produits jusque-là
réputés indégradables ou développer des matériaux biodégradables par les souches communes.
Un matériau est réputé biodégradable si des micro-organismes suffisent à le détruire.
Des plastiques biodégradables, conçus à partir d’amidon de maïs ou de blé sont maintenant fabriqués à
l’échelle industrielle ; utilisés, par exemple, pour les sacs poubelles. La dégradation de ces plastiques
nécessiterait une durée de six à vingt quatre mois, sous terre ou dans l’eau, selon le taux d’incorporation
d’amidon.
En modifiant la composition et le processus de plastification, on obtient des caractéristiques techniques –
densité, module d'élasticité, résistance à la traction, déformation, etc. – tout à fait comparables à celles des
polymères traditionnels, d'origine pétrochimique.
Dans le domaine agricole aussi, les matériaux biodégradables offrent d’incontestables avantages. Étant
recyclables, incinérables et compostables, ils vont générer des sous-produits comme l’eau, du gaz carbonique
et/ou du méthane, avec éventuellement production d’une nouvelle biomasse non toxique pour
l’environnement. Mélangés à d’autres éléments fermentescibles, ils permettent d’obtenir du compost.
Le handicap majeur des matériaux biodégradables reste leur prix de revient, 1, 2 à 3 fois supérieur à leurs
concurrents d’origine pétrolière.
Extrait du site académique http://www.ac-nancy-metz.fr/
Document n° 3 : temps de dégradation de quelques produits
courants
Produit
Temps de dégradation
Sac en amidon de maïs
3 semaines à 2 mois
Sac plastique
450 ans
Bouteille plastique
450 ans
Document n° 4 :
La biodégradabilité de la plupart des biopolymères est due à la présence de liaisons facilement fragmentables
comme les liaisons esters ou amides conduisant à la formation de molécules simples et de résidus
moléculaires de plus petite taille. Ces derniers sont assimilables par les microorganismes pour leur
biosynthèse en libérant du CO2 et de l’eau.
À l’opposé, les polymères pétrochimiques conventionnels comme le polyéthylène ou le polypropylène, dont le
squelette carboné est constitué de liaisons covalentes C_C, requièrent beaucoup plus de temps pour leur
dégradation.
Les polyesters sont des polymères avec des liaisons fragmentables par les estérases largement présentes
chez les organismes vivants suivant la réaction : R1 – COOR2 + H2O
R1 – COOH + R2OH.
La première étape est une hydrolyse des liaisons esters conduisant à la réduction de la masse molaire et à la
formation de fragments de masse molaire peu élevée. La deuxième étape consiste à l’assimilation par les
micro-organismes de ces fragments pour une minéralisation complète en formant CO2, H2O et de l’humus.
D’après Biotechnol. Agron. Soc. Environ. 2006 10 (3), 185 – 196
Holy Nadia Rabetafika, Michel Paquot, Philippe Dubois
Questions :
À partir des quatre documents, répondre aux questions suivantes :
1°) En supposant que le chewing-gum REV7 ® et l’emballage biodégradable sont des polyesters, écrire
l’équation de la réaction expliquant la biodégradabilité de ce chewing-gum et de cet emballage en utilisant
les formules semi-développées.
2°) Construire une représentation montrant les étapes de la biodégradation du chewing-gum REV7 ® jusqu’à
sa minéralisation complète.