Industrie biosourcée : qu’est-ce que la norme ASTM D6866-24 ?

La norme ASTM D6866 a révolutionné l’industrie biosourcée en instaurant des normes visant à garantir la durabilité et l’authenticité des matériaux.

De l’analyse radiocarbone à la certification des produits, nous explorons dans cet article ces méthodes qui renforcent la compétitivité des entreprises tout en répondant aux exigences environnementales. 

Comprendre la norme ASTM D6866-24 et son rôle pour l’industrie biosourcée

La norme ASTM D6866-24 (qui remplace la norme ASTM D6866-22 depuis février 2024) est un outil essentiel pour les industriels engagés dans la production de matériaux ou produits biosourcés.

Elle offre un cadre méthodologique rigoureux qui permet de mesurer avec précision la proportion de matériaux issus de ressources renouvelables, tout en différenciant les composants biosourcés des matériaux d’origine fossile.

Alors que la durabilité est au cœur des préoccupations des industriels, cette norme est clairement une référence stratégique afin de certifier les produits et répondre aux attentes des consommateurs et des régulateurs.

Définition et spécificités de la norme ASTM D6866-24

L’ASTM D6866-24, élaborée par l’ASTM International, est une norme internationale qui définit les protocoles permettant de quantifier la teneur en carbone biosourcé dans des échantillons variés, qu’ils soient solides, liquides ou gazeux. Ce processus repose sur l’analyse radiocarbone (ou analyse au carbone 14), qui analyse la présence de deux types de carbone :

• Le carbone moderne, issu de la biomasse récente (par exemple, céréales, huiles, algues, déchets organiques).
• Le carbone ancien, provenant de combustibles fossiles comme le pétrole.

Le fonctionnement de cette méthode repose sur l’analyse des rapports isotopiques entre 14C, 13C et 12C, des isotopes qui permettent de quantifier précisément la proportion de carbone renouvelable dans un matériau.

La norme ASTM D6866 est particulièrement efficiente grâce à son recours aux techniques scientifiques avancées telles que la spectrométrie de masse couplée à un accélérateur de particules (AMS). Avant de procéder aux analyses, les échantillons doivent être transformés en graphite pur, un prérequis essentiel pour garantir la fiabilité des mesures. Cette étape critique est réalisée avec précision dans des laboratoires spécialisés, comme CIRAM, qui disposent des équipements nécessaires pour répondre aux exigences les plus strictes de l’industrie.

Pour rappel : la norme prévoit une marge d’erreur de ±3%, ce qui permet d’obtenir des résultats fiables, même pour des matériaux complexes. Par exemple, une mesure de 97 pMC (pourcentage de carbone moderne) est considérée comme correspondant à 100 % de carbone biosourcé dans le cadre de l’ASTM D6866.

Applications industrielles de la norme ASTM D6866-24

L’ASTM D6866-24 joue un rôle central pour une majorité de secteurs industriels en garantissant l’authenticité des matériaux biosourcés à toutes les étapes de leur cycle de vie, de la recherche et développement (R&D) à la production finale. Voici quelques exemples concrets de son application :

1. Biocarburants :

Dans l’industrie des biocarburants, cette norme est utilisée pour vérifier que les carburants contiennent bien une proportion significative de carbone renouvelable. Ce contrôle est essentiel pour répondre aux critères des politiques environnementales comme les réglementations européennes sur les énergies renouvelables. En plus d’évaluer la présence de carbone biogène dans les carburants, l’analyse permet également de valider l’origine des mélanges biosourcés dans les carburants en quantifiant leur proportion biogénique.

2. Biopolymères et packaging :

Les fabricants de bioplastiques et biopolymères utilisent l’ASTM D6866-24 afin de certifier la proportion de carbone moderne dans leurs produits. La norme renforce la crédibilité de leurs allégations environnementales et leur permet de se différencier sur des marchés où la demande pour des matériaux durables est en forte croissance.

3. Biogaz et fumées de cheminées industrielles :

Dans le domaine du biogaz, la norme ASTM D6866-24 permet de distinguer les contributions issues de la biomasse de celles d’origine fossile au sein des gaz produits. Cette approche est essentielle pour documenter l’origine du carbone dans les biogaz et répondre aux exigences réglementaires liées aux énergies renouvelables. Elle s’applique également aux fumées de cheminées industrielles, afin de qualifier la nature du CO₂ émis et d’apporter des éléments objectifs aux démarches de transition énergétique.

4. Matériaux complexes contenant des carbonates inorganiques :

Pour certains matériaux contenant des carbonates inorganiques, une étape d’attaque chimique est parfois nécessaire pour éliminer ces composés. Cette opération doit être réalisée méticuleusement afin d’éviter de diminuer artificiellement la valeur du carbone moderne et fausser les résultats. Contrairement à d’autres normes comme EN 16640, qui mesure le pourcentage de carbone biosourcé par rapport au carbone total, la norme ASTM D6866 évalue cette proportion en relation avec le carbone organique total, offrant une précision accrue pour les matériaux complexes.

5. R&D et innovation industrielle :

Les entreprises développant de nouveaux produits utilisent cette norme pour évaluer la faisabilité de leurs innovations biosourcées. Par exemple, les prototypes d’emballages ou de résines peuvent être testés avec pour objectif de valider leur proportion de matériaux renouvelables avant leur mise sur le marché.

Les industriels ne se contentent pas de répondre aux réglementations en vigueur en intégrant l’ASTM D6866-24 dans leurs processus. Ils renforcent leur stratégie de durabilité, améliorent leur compétitivité et gagnent en transparence auprès des consommateurs et des partenaires commerciaux.

Processus d’analyse et certification des produits biosourcés

Les analyses réalisées selon les ASTM D6866-24 ne se limitent pas à un objectif de conformité réglementaire. Elles constituent également un levier stratégique pour les industriels cherchant à valoriser leurs produits sur des marchés exigeants.

Méthodes d’analyse et mesure du contenu renouvelable

L’analyse radiocarbone est au cœur de la norme ASTM D6866. Elle repose sur la mesure des isotopes 14C, 13C et 12C pour déterminer avec précision la proportion de carbone moderne dans un matériau. Cette méthode permet de quantifier la teneur en carbone biogénique, c’est-à-dire la fraction de carbone provenant de ressources renouvelables comme la biomasse (algues, céréales, huiles, etc.), par opposition au carbone fossile issu du pétrole.

Étapes clés de l’analyse :

1. Préparation de l’échantillon : les matériaux doivent être transformés en carbone pur (graphite) afin de garantir la fiabilité des mesures.
2. Mesure des isotopes : la spectrométrie de masse est utilisée pour détecter la proportion exacte de carbone moderne.
3. Interprétation des résultats : les données sont comparées aux valeurs de référence établies par l’ASTM D6866, comme le standard de 100 pMC correspondant à une teneur de 100 % en carbone biosourcé.

Certification et conformité ASTM D6866-24

La certification selon l’ASTM D6866-24 est un processus structuré qui permet aux industriels de valider officiellement leurs produits biosourcés. Cette démarche offre une double garantie :

• Validation de la durabilité : la certification renforce la crédibilité des allégations environnementales, valide la durabilité des produits et facilite leur accès à des marchés exigeant une conformité ASTM.
• Compétitivité accrue : la certification permet de distinguer les produits certifiés sur des marchés où la durabilité est devenue un critère clé d’achat.

Quel est le processus de certification ?

1. Soumission des échantillons : les entreprises envoient leurs produits (huile essentielle, lait, miel, etc.) à des laboratoires spécialisés, comme CIRAM, qui réalisent les analyses selon les standards ASTM.
2. Analyse en laboratoire : les laboratoires effectuent des tests rigoureux pour déterminer la teneur en carbone biogénique.
3. Validation et délivrance de la certification : une fois la conformité confirmée, les entreprises peuvent apposer des labels ou mentions attestant la proportion de matériaux biosourcés.

Rôle des laboratoires dans l’accompagnement des industriels et des secteurs connexes

Les laboratoires analysant des produits biosourcés jouent un rôle central dans la validation des matériaux et dans l’accompagnement des industriels vers une conformité optimale avec la norme ASTM D6866-24.

Expertise des laboratoires dans les tests ASTM D6866

L’un des principaux rôles des laboratoires comme CIRAM est de réaliser des tests carbone 14 afin de mesurer avec précision le contenu biosourcé des matériaux. Ces analyses sont en effet cruciales pour se conformer aux exigences de la norme ASTM D6866-24. Ces tests sont ainsi effectués grâce à des équipements de pointe ce qui garantit une précision exceptionnelle dans l’analyse isotopique.

Mais le rôle des laboratoires ne se limite pas à l’analyse, ils interviennent en effet à toutes les étapes du processus :

• Recherche et développement (R&D) : le laboratoire évalue la teneur en carbone biosourcé dès la phase de prototypage.

• Production : il peut être amené à contrôler la conformité des lots fabriqués avant leur commercialisation.

• Post-commercialisation : il vérifie l’authenticité des produits en cas de contestation ou de besoin d’audits de qualité agroalimentaire par exemple.

Gestion des cas complexes

Les laboratoires sont également amenés à réaliser des expertises particulières, notamment pour les matériaux contenant des carbonates inorganiques. La présence de ces carbonates peut en effet biaiser les résultats en introduisant du carbone géologique, qui n’est pas considéré comme biosourcé. Les laboratoires comme CIRAM réalisent alors des attaques chimiques contrôlées afin d’éliminer ces interférences tout en préservant la fiabilité des mesures.

Rôle des laboratoires dans la traçabilité et l’innovation industrielle

Les laboratoires spécialisés jouent également un rôle clé dans la traçabilité des matériaux biosourcés. Cet aspect représente un enjeu crucial pour les industriels pour maîtriser leur processus de fabrication. 

Traçabilité des matières premières

Grâce aux analyses radiocarbone, il est possible de garantir l’origine des matériaux utilisés dans la fabrication des produits. Par exemple, nous pouvons :

• Identifier si les matières premières proviennent véritablement de sources renouvelables certifiées.

• Vérifier que les fournisseurs respectent les engagements en matière de durabilité.
  Cette traçabilité est particulièrement importante afin de répondre aux exigences des certifications telles que le label BioPreferred® ou les réglementations européennes sur les produits biosourcés.

Contribution à l’innovation industrielle

Les industriels peuvent intégrer l’analyse radiocarbone dans leurs processus d’innovation en travaillant avec des laboratoires spécialisés. Cela permet :

• De développer de nouveaux matériaux avec une proportion accrue de composants biosourcés.

• D’identifier les points d’amélioration dans la chaîne de production pour réduire l’utilisation de matériaux fossiles.

• De répondre aux attentes actuelles et futures des consommateurs en matière de durabilité tout en respectant les réglementations en constante évolution.

Dans le cadre des projets de production de biogaz, ces analyses constituent également un levier technique pour documenter la part biogène des intrants et des productions, un élément souvent requis dans les dispositifs d’accompagnement, d’aides publiques ou de mécanismes de soutien à la transition énergétique.

Accompagnement sur mesure

Les laboratoires ne se limitent pas à la réalisation de tests. Ils conservent également un rôle de conseil stratégique, en guidant les industriels sur les choix technologiques, les modifications des processus de fabrication, et l’optimisation des produits pour répondre aux critères de la norme ASTM D6866.

La norme ASTM D6866-24 représente donc un atout essentiel pour les professionnels de l’industrie biosourcée. Cette norme leur permet de garantir la durabilité et l’authenticité de leurs produits. Les industriels ont en effet besoin de cette certification reconnue non seulement pour se conformer aux réglementations en vigueur mais aussi pour renforcer leur positionnement sur un marché en pleine transition écologique.

Avec son expertise de leader en analyse radiocarbone et son accompagnement personnalisé, les laboratoires CIRAM sont un partenaire de choix pour répondre à vos besoins. Demandez une étude dès aujourd’hui pour garantir la conformité et valoriser vos produits biosourcés.

Spécialistes de l’analyse carbone 14 (ou radiocarbone), les laboratoires CIRAM respectent toutes les normes en vigueur pour délivrer des résultats conforment aux réglementations.

Les laboratoires CIRAM analysent l’ensemble des produits cosmétiques afin d’étudier leur teneur en produits biosourcés, tant dans les principes actifs, les excipients ou les produits finis.

À l’aide de l’analyse radiocarbone (ou carbone 14), nous mesurons la proportion des composants naturels par rapport aux composants synthétiques. Avec les mesures de CIRAM et sous réserve d’un pMC à 100, vous pourrez estampiller vos produits 100% naturel.

Découvrez les différentes méthodes d’analyse des cosmétiques avec les laboratoires CIRAM.

L’analyse au radiocarbone, pour une analyse approfondie des cosmétiques

L’analyse au radiocarbone repose sur la mesure de l’activité de l’isotope carbone 14. Celui-ci se désintègre naturellement avec le temps et a totalement disparu des ressources fossiles après environ 60 000 ans. Les matériaux d’origine pétrolière ne contiennent donc plus de carbone 14 et sont constitués exclusivement de carbone fossile, contrairement à la biomasse récente (plantes, huiles essentielles, extraits naturels) qui possède un réservoir de carbone moderne.

Le radiocarbone, pour distinguer carbone vieux et carbone moderne

La technique du radiocarbone permet de mesurer précisément la proportion de carbone fossile et de carbone biosourcé dans un échantillon. Cette méthode d’analyse présente de nombreux avantages :

• Elle est applicable à tous types de matériaux, qu’ils soient solides, liquides ou gazeux ;
• Elle offre une grande précision (≈ 0,4 %) avec une limite de détection d’environ 0,3 % ;
• Elle est rapide, avec des résultats sous 7 jours ouvrés, et présente un excellent rapport coût / performance.

Le test carbone 14 pour élaborer des produits naturels

En cosmétique, la forte teneur en ingrédients naturels est devenue un critère déterminant sur les plans marketing, réglementaire et environnemental. Le test carbone 14 intervient à différentes étapes : élaboration de produits naturels, qualification des fournisseurs, contrôle des produits cosmétiques avant leur commercialisation.

Cette technique d’analyse est utilisée depuis les phases de R&D, jusqu’au produit fini, et peut également être appliquée à l’analyse des emballages biosourcés.

La mesure du pourcentage de carbone biosourcé dans les cosmétiques permet notamment de vérifier une conformité réglementaire, d’authentifier des ingrédients issus de l’agriculture biologique, ou de contrôler l’origine réelle d’une huile essentielle ou d’un extrait végétal.

À noter : la teneur en eau d’un produit cosmétique n’est pas prise en compte dans la mesure radiocarbone et n’en perturbe pas les résultats. L’analyse porte exclusivement sur la quantité totale de carbone et ses rapports isotopiques ; les atomes d’hydrogène et d’oxygène ne sont pas quantifiés.

Des analyses complémentaires pour comprendre les origines des produits

En complément de l’analyse carbone 14, l’étude des rapports isotopiques stables du carbone, de l’azote, de l’oxygène et de l’hydrogène (δ¹³C, δ¹⁵N, δ¹⁸O et δ²H), réalisée par EA-IRMS (analyse élémentaire couplée à la spectrométrie de masse de rapports isotopiques), permet de :

• Déterminer une provenance géographique,
• Détecter une adultération ou un mélange non déclaré,
• Identifier l’origine botanique de certains composés naturels, notamment dans le cas des huiles essentielles à forte valeur ajoutée.

Les laboratoires CIRAM respectent toutes les normes en vigueur

Les laboratoires CIRAM se conforment aux principales normes internationales, notamment ASTM D6866 et EN 16640, afin de garantir une expertise scientifique fiable.

La norme EN 16128, dédiée aux produits cosmétiques naturels et biologiques, recommande explicitement l’analyse carbone 14 pour la détermination de la fraction biosourcée.

Des méthodes fiables pour l’analyse des cosmétiques avec CIRAM

Pour résumer, l’utilisation du radiocarbone pour la caractérisation des produits cosmétiques constitue une méthode fiable, précise et applicable à l’ensemble des matrices cosmétiques (liquide, solide ou gel), sans nécessité de connaître la composition chimique détaillée de l’échantillon.

Cette méthode d’analyse scientifique est pertinente à tous les stades du processus industriel, depuis le projet de recherche, jusqu’au produit final, en passant par le sourcing des matières premières, la validation des procédés, la formulation et l’obtention de labels valorisant la naturalité des produits cosmétiques.

Vous souhaitez analyser une huile essentielle, un ingrédient cosmétique ou un produit fini ?
Les équipes CIRAM sont à votre disposition pour étudier votre besoin et vous proposer une solution d’analyse adaptée, fiable et conforme à vos enjeux réglementaires et industriels.

L’analyse du carbone 14 pour déceler une adultération ou authentifier un produit
 

Utilisé dans l’industrie en général, et dans le secteur de l’agroalimentaire en particulier, l’analyse radiocarbone ou carbone 14 peut être effectuée à chaque étape du processus industriel, afin de qualifier vos arômes et compléments alimentaires. Le carbone 14 peut aussi être utilisé dans le cadre d’un contrôle des produits d’un partenaire ou d’un fournisseur. Découvrez les méthodes utilisées par les laboratoires CIRAM.

Le carbone 14 et les isotopes stables permettent de déceler une adultération, d’authentifier un produit biosourcé ou de déterminer une provenance ou une origine botanique.

À l’aide de l’analyse radiocarbone (ou carbone 14), les laboratoires CIRAM mesurent la proportion des composants naturels par rapport aux composants synthétiques. L’analyse au radiocarbone est basée sur l’activité de l’isotope 14 du carbone. Sachant que le carbone 14 se désintègre avec le temps, et qu’il a complètement disparu après 60.0000 ans environ, nous pouvons considérer que le pétrole et autres matériaux fossiles ne contiennent plus de carbone 14 ; ils ne contiennent que du « vieux » carbone, contrairement à la biomasse qui a un réservoir de carbone 14 plein et qui ne contient donc que du carbone « moderne ».

Une méthode utilisée pour mesurer la quantité de « vieux » carbone et de carbone « moderne »
 

La technique par radiocarbone permet de mesurer la quantité de « vieux » carbone et de carbone « moderne ». Cette méthode est efficace et présente de nombreux avantages :

·       Elle fonctionne sur tous les matériaux, qu’ils soient solides, liquides ou gazeux ;

·       Elle offre une grande précision, de l’ordre de 0,4% et une limite de détection de 0,3% ;

·       Elle est très rapide, car les résultats sont obtenus en 7 jours ouvrés en moyenne, et peu coûteuse.

En agroalimentaire en général et dans le secteur des arômes et des compléments alimentaires en particulier, la teneur élevée en produits naturels est de plus en plus demandée. C’est un élément à la fois marketing et écologique. Un test carbone 14 peut alors servir à l’élaboration d’un produit naturel, à l’évaluation d’un fournisseur ou au contrôle d’un produit avant la commercialisation. Cette technique est utile et utilisée depuis la phase de R&D, jusqu’au produit fini, mais aussi pour l’analyse de l’emballage.

La mesure du pourcentage de produits naturels sera très utile pour vérifier une conformité réglementaire ou normative des matières premières, authentifier des produits issus de l’agriculture biologique, vérifier une matière première.

Important : la teneur en eau d’un produit ne sera pas prise en compte et elle ne perturbera pas la mesure radiocarbone. En effet, nous ne mesurons que la quantité totale de carbone et ses rapports isotopiques.

Des analyses complémentaires pour une étude précise des produits
 

Par ailleurs, grâce à l’analyse des rapports isotopiques stables du carbone, de l’azote, de l’oxygène et de l’hydrogène (δ13C, δ15N, δ18O et δ2D) ou encore grâce aux analyses par EA-IRMS, analyse élémentaire couplée à la spectrométrie de masse de rapport isotopique, nous pouvons définir la provenance géographique, détecter une adultération ou encore identifier l’origine botanique d’un composé.

Les laboratoires CIRAM respectent les normes internationales, comme ASTM D6866 et EN 16640 qui recommandent l’analyse de la partie biosourcée par la technique du carbone 14.

Le radiocarbone, un élément indispensable pour l’étude des produits
 

En résumé, l’utilisation du radiocarbone pour la caractérisation des arômes et des compléments alimentaires est une méthode fiable, précise et qui fonctionne sur tous les types de matrices (liquide, solide et gel) sans avoir besoin d’en connaître la composition chimique. Il est également pertinent d’utiliser le radiocarbone à tous les stades du processus industriel, depuis le projet de recherche, jusqu’au produit final, en passant par le sourcing, la validation des différents traitements, la formulation, et même pour l’obtention d’un label.

Les laboratoires CIRAM proposent une étude précise et complète des produits. En plus des résultats, nous discutons avec vous des interprétations et de la pertinence des analyses effectuées. 

Spécialistes de l’analyse au carbone 14, les laboratoires CIRAM utilisent la norme ASTM D6866 pour délivrer des résultats conforment aux réglementations. Découvrez sans tarder l’apport du radiocarbone à l’analyse des biogaz, mais également des fumées de cheminées industrielles.

Le principe de l’analyse par le radiocarbone

Les biogaz contiennent principalement du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène. Il est possible de quantifier ces éléments par l’analyse élémentaire par exemple. Mais il est impossible de distinguer l’origine biogénique ou fossile d’un atome d’hydrogène ou d’oxygène. Cependant, il est possible de le faire pour le carbone. L’isotope 14 du carbone est instable, il se transforme donc avec le temps. Sa concentration est divisée par deux tous les 5730 ans, on appelle cela : « une période de demi-vie ». Au bout de 10 périodes, le carbone 14 a complètement disparu. Le gaz naturel provient de la décomposition de matériaux organiques sur des millions d’années, bien au-delà des 10 périodes du carbone 14, soit environ 60 000 ans. Le gaz naturel ne contient donc plus de carbone 14. À l’inverse, la biomasse actuelle a une réserve pleine de carbone 14 plein, on parle alors de « carbone moderne ». À partir de l’analyse du radiocarbone, on quantifie la part de carbone biosourcé ou biogénique (moderne) et la part de carbone fossile (ancien) présent dans les biogaz.

L’analyse des fumées au carbone 14

Selon le combustible brûlé, les fumées de cheminée contiendront plus ou moins de CO2 biogénique. Les laboratoires CIRAM analysent le CO2 des fumées de cheminée par le radiocarbone en respectant la norme ASTM D6866.

À partir de la mesure de la concentration en carbone 14, CIRAM détermine le pourcentage de carbone biogénique par rapport au carbone d’origine fossile. On distingue deux types de carbone avec :

• Les matériaux contenant du carbone biogénique (riche en carbone 14). Cela correspond au bois, papier et à la biomasse d’origine animale ou végétale.
• Les matériaux contenant du carbone fossile (pauvre en carbone 14), c’est-à-dire le charbon, le pétrole ou le gaz naturel.

La mesure peut se faire directement sur un échantillon de fumée qui aura été collecté à la sortie de la cheminée. Les laboratoires CIRAM utilisent des sacs spécifiques à la collecte du CO2 sur site. On peut également prélever les particules fines présentes sur des filtres installés sur les cheminées industrielles.

Un système dédié à l’analyse des biogaz et des fumées grâce aux laboratoires CIRAM

CIRAM a développé un système dédié à l’analyse des biogaz et des fumées. Ce système est directement connecté au graphitiseur automatique. Le gaz ne va pas être injecté dans l’analyseur élémentaire, comme pour les solides et les liquides, mais il va passer par une « trappe à soufre ». En effet, il est primordial de piéger le soufre avant la graphitisation, car le soufre est un inhibiteur de graphitisation. Le gaz, une fois purifié, sera transformé en graphite (carbone pur) par le graphitiseur.

Attention, ce système ne permet pas d’obtenir les informations de concentration élémentaire, ni d’isotopie stable, car le gaz est directement injecté dans le graphitiseur sans passer par l’EA-IRMS.

Les laboratoires CIRAM, spécialiste de la datation carbone 14

Les laboratoires CIRAM mesurent, par le radiocarbone, vos échantillons de biocarburants en général, et de biogaz en particulier, ainsi que les fumées industrielles pour définir le pourcentage de matière biogénique qu’ils contiennent.

L’analyse carbone 14 est possible sur le gaz, mais également sur les liquides et les solides. CIRAM se conforme à la norme ASTM D6866 pour l’étude de vos biogaz, afin de vous fournir une expertise fiable et précise.

La norme ASTM D6866 est une référence dans l’analyse des biocarburants et des biogaz par la technique du carbone 14. Nos ingénieurs interprètent les résultats en laboratoire avant de fournir des résultats complets sous 10 jours ouvrés maximum.

Les isotopes stables jouent un rôle essentiel dans la traçabilité et la qualité des produits industriels et plus particulièrement dans l’agroalimentaire.

Dans cet article, nous explorons l’univers des isotopes stables, de leur rôle crucial pour la détection de la fraude à la vérification de l’origine géographique des produits. Découvrez comment les techniques d’analyse réalisées par les laboratoires spécialisés permettent de répondre aux enjeux de conformité et de sécurité de l’industrie.

Les isotopes stables : définition et enjeux pour l’industrie

Les isotopes stables sont devenus incontournables dans les secteurs industriels en offrant des solutions pour assurer la traçabilité et l’intégrité des produits.

Isotope stable : définition et fonctionnement

Un isotope stable est une forme non radioactive d’un atome qui conserve sa structure dans le temps. Contrairement aux isotopes radioactifs, il ne se désintègre pas. Les isotopes stables, notamment du carbone, de l’azote, de l’oxygène et de l’hydrogène permettent de tracer les origines géographiques ou de définir une origine botanique.

Les isotopes stables comme le carbone 12 et le carbone 13 sont particulièrement utiles pour analyser la composition des produits alimentaires et industriels. Leur analyse via des techniques telles que la spectrométrie de masse à rapport isotopique permet de déterminer la signature isotopique propre à chaque environnement, facilitant ainsi l’identification des origines et des processus subis par les matières premières. Plus précisément, l’isotope stable du carbone permet de comprendre les cycles biogéochimiques et d’identifier une origine botanique.

Applications industrielles des isotopes stables

Les isotopes stables offrent un moyen fiable de garantir la traçabilité des produits dans la chaîne d’approvisionnement pour les professionnels de l’industrie. Par exemple, dans le secteur agroalimentaire, ces isotopes sont utilisés pour déterminer si un produit provient réellement de la région revendiquée (origine géographique) ou pour identifier des fraudes, telle qu’une altération de la composition d’un produit laitier.

L’isotope stable du carbone varie selon le type de photosynthèse des plantes : les plantes en C3 (riz, coton, blé) présentent un δ13C inférieur à -20 ‰, tandis que les plantes en C4 (herbe, maïs, canne à sucre) ont des δ13C compris entre -10 et -20‰. Concrètement, cela permet de déceler des adultérations, comme l’ajout de sirop de maïs à haute teneur en fructose dans le miel.

Les isotopes stables dans la traçabilité et la lutte contre la fraude

Les isotopes stables représentent une arme précieuse pour lutter contre la falsification et l’adultération des produits et vérifier leur provenance.

Détection de l’adultération grâce aux isotopes stables

L’adultération des produits, qu’il s’agisse de falsification de l’origine ou de la qualité, est une problématique critique pour les industriels. Ces derniers peuvent détecter si un produit a été mélangé ou falsifié grâce à l’analyse des isotopes stables. Il est ainsi possible d’analyser la composition isotopique d’un échantillon pour vérifier s’il est conforme à son origine déclarée en utilisant les isotopes stables du carbone.

L’analyse du δ13C permet, par exemple, de déceler l’ajout de sucre dans un jus de fruit. Un δ18O anormalement bas peut indiquer l’ajout d’eau dans le vin par exemple. De plus, l’analyse du δ2D permet de distinguer des jus d’orange adultérés avec du sucre de betteraves.

Les isotopes stables pour la traçabilité de la provenance

Les isotopes stables offrent aux professionnels de l’industrie une solution fiable pour tracer l’origine géographique précise des produits. Les conditions environnementales, telles que l’altitude, la température ou le type de sol, influencent les signatures isotopiques. Par exemple, le δ18O permet de différencier un café provenant d’Afrique de celui d’Amérique du Sud. Ces analyses sont également appliquées pour la vanille naturelle.

Ces analyses isotopiques permettent également de déceler des pratiques frauduleuses, comme la substitution de produits d’une région par ceux d’une autre. La traçabilité des produits devient ainsi un levier de qualité et de transparence pour les industriels, permettant de respecter les normes internationales et de garantir la satisfaction des clients.

L’importance des laboratoires d’analyse pour l’industrie

CIRAM joue un rôle central dans l’application de ces techniques, en réalisant des opérations de contrôle qualité en laboratoire qui permettent de vérifier l’authenticité, la conformité et l’origine des matières premières.

Rôle des laboratoires dans les analyses isotopiques

Les laboratoires spécialisés, tels que CIRAM, utilisent des technologies de pointe afin de réaliser des analyses isotopiques précises et fiables. Leurs équipements sophistiqués, comme la spectrométrie de masse à rapport isotopique (IRMS), permettent d’isoler et de mesurer les isotopes stables dans des échantillons variés, des produits indsutriels aux denrées alimentaires.

Avantages pour les industriels : sécurité, conformité et optimisation

Pour les industriels, collaborer avec un laboratoire spécialisé dans les isotopes stables présente de nombreux avantages. Ces analyses permettent de garantir la conformité des produits avec les réglementations internationales et d’éviter les risques liés à la fraude. De plus, elles permettent d’optimiser la traçabilité des chaînes d’approvisionnement, assurant aux entreprises une maîtrise totale de l’origine et de la qualité de leurs matières premières.

En travaillant avec un laboratoire comme CIRAM, les entreprises industrielles peuvent assurer leur rayonnement sur le marché en offrant des produits dont l’authenticité et la qualité sont vérifiées scientifiquement. 

Les isotopes stables sont donc essentiels pour garantir la traçabilité, la qualité et l’authenticité des produits industriels. Que cela soit sur les critères de détection de la fraude ou de vérification de l’origine géographique, ces analyses offrent des solutions fiables pour les professionnels de l’industrie.

Les laboratoires spécialisés comme CIRAM jouent un rôle crucial dans l’application de ces techniques grâce à leurs équipements avancés et leur expertise. Si vous devez sécuriser vos produits et optimiser vos processus, demandez une étude auprès de CIRAM dès aujourd’hui.

Dans l’industrie moderne, la durabilité et la conformité réglementaire sont des enjeux majeurs pour les industriels et plus particulièrement dans le secteur des plastiques et des polymères. La norme ISO 16620-2, qui s’appuie sur la méthode Carbone 14, permet de mesurer précisément la part de carbone biosourcé dans ces matériaux. 

Dans cet article, nous explorons comment la norme ISO 16620-2 basée sur la méthode Carbone 14 permet de qualifier et quantifier les parties biosourcée et pétrosourcée des polymères en général, et notamment des plastiques. Vous découvrirez également l’importance des laboratoires d’analyse comme CIRAM, qui accompagnent les industriels dans l’application de cette norme pour assurer le contrôle qualité et la conformité de leurs matériaux.

Comprendre la norme ISO 16620-2 et son importance pour l’industrie

La norme ISO 16620-2 est une norme essentielle pour les industriels souhaitant mesurer la teneur en carbone biosourcé des plastiques pour garantir leur conformité et durabilité. Cette norme permet en effet d’identifier précisément la proportion de carbone renouvelable grâce à l’analyse radiocarbone.

Qu’est-ce que la norme ISO 16620-2 ?

La norme ISO 16620-2 établit un protocole permettant de mesurer la teneur en carbone biosourcé des plastiques et biopolymères par analyse au Carbone 14. Elle distingue le carbone moderne (avec du 14C, présent dans la biomasse) du carbone fossile (sans 14C, comme dans le pétrole). Ce procédé permet de quantifier la part biosourcée avec précision. 

Au-delà du déclaratif volontaire par mass balance et/ou à l’analyse du cycle de vie et/ou de la méthode ISCC, il devient indispensable d’utiliser des mesures objectives, fiables et rapides afin de qualifier et quantifier la part biosourcée des biopolymères. Le pourcentage de carbone moderne (pMC) par rapport au carbone total est calculé selon cette norme, garantissant une mesure fiable et respectée par les organismes certificateurs comme TÜV AUSTRIA et DIN CERTCO. La norme spécifie également les valeurs de référence : 100 pMC depuis 2019 pour du carbone biosourcé à 100%.

Pourquoi cette norme est-elle cruciale pour les industriels ?

Les analyses conformes à la norme ISO 16620-2 permettent aux professionnels de l’industrie de certifier la teneur en carbone renouvelable dans leurs produits. Cette étape de certification des matériaux biosourcés est cruciale puisqu’elle permet de valider la conformité des produits dans le cadre des règlements en vigueur et des certifications environnementales. 

Depuis 2020, la législation européenne exige par exemple que les sacs plastiques contiennent au moins 50 % de carbone biosourcé, ce seuil passera à 60 % en 2025. Réaliser ce type d’analyse permet ainsi de détenir un facteur clé de différenciation pour les entreprises souhaitant répondre aux nouvelles normes et exigences dans l’industrie des plastiques.

Application de la norme ISO 16620-2 pour l’analyse et la certification des bioplastiques

L’application de la norme ISO 16620-2 permet aux industriels de quantifier la part biosourcée dans les plastiques de manière fiable. Cette étape est essentielle pour obtenir des certifications et assurer la conformité des matériaux utilisés. 

Analyse radiocarbone des plastiques : la méthode Carbone 14

La méthode Carbone 14 est utilisée pour distinguer le carbone fossile du carbone biosourcé dans les polymères. Cette analyse est basée sur la mesure des rapports isotopiques du 14C, 13C et 12C, et permet de calculer le pourcentage de carbone moderne. 

Pour respecter la norme ISO 16620-2, la mesure du radiocarbone doit être exprimée en pourcentage de carbone moderne, ou pMC. Ensuite, la teneur en carbone biosourcé pourra être exprimée par rapport au carbone total, CT, ou par rapport au carbone organique total, COT.

Par ailleurs, l’ISO 16620-2 établit une valeur de référence, REF, pour une teneur en carbone biosourcé à 100%.

Selon l’ISO 16620-2, cette REF est ou était :

• à 100 pMC depuis 2019, pour une teneur en carbone biosourcé à 100%.
• à 102 pMC en 2015, pour une teneur en carbone biosourcé à 100%.
• à 200 en 1964-1965, pour une teneur en carbone biosourcé à 100%.

En conséquence, la teneur en carbone biosourcé d’un matériau est donc la valeur du pMC mesuré / REF.

La norme ISO 16620-2 prévoit également une variation possible jusqu’à ±2% de la teneur en carbone biosourcé en fonction de l’AMS (accélérateur de particules couplé à un spectromètre de masse) utilisé. En conséquence, on pourra considérer qu’une mesure à 98 pMC correspond à 100% de carbone biosourcé par rapport au carbone total.

Certification et quantification de la biomasse dans les plastiques

La norme ISO 16620-2 est cruciale pour les certifications telles que OK Biobased® ou DIN CERTCO®, qui exigent des analyses radiocarbone pour valider la proportion de biopolymères dans un produit. La norme EN 16620-2 indique clairement les informations à reporter dans les rapports d’analyse. En plus de la mesure du pMC, nous devons indiquer :

• χ^TC la teneur en carbone total de l’échantillon,
• χ_B la teneur en carbone biosourcé en fraction de la masse de l’échantillon

À partir de la valeur de référence REF, on peut calculer χ^TC_B qui est la teneur en carbone biosourcé par rapport à la teneur en carbone total. C’est cette valeur qui est déterminante.

En s’appuyant sur cette norme, les industriels peuvent non seulement quantifier leur teneur en biomasse, mais aussi assurer la certification des matériaux biosourcés à chaque étape du processus industriel, de la phase R&D jusqu’à la commercialisation.

Le rôle des laboratoires dans l’implémentation de la norme ISO 16620-2

Les laboratoires spécialisés comme CIRAM jouent un rôle essentiel dans l’application de la norme ISO 16620-2, garantissant des analyses précises et fiables pour les professionnels de l’industrie.

Importance des laboratoires d’analyse dans l’industrie des plastiques

Les laboratoires d’analyse des produits biosourcés tels que CIRAM jouent un rôle indispensable dans l’application de la norme ISO 16620-2. Ils fournissent des services précis pour vérifier la teneur en carbone biosourcé à chaque étape du processus industriel, que ce soit pour des matières premières, des produits en cours de fabrication ou des produits finis. La méthode Carbone 14, utilisée dans ces laboratoires, permet de certifier les matériaux tout en respectant les exigences strictes des organismes certificateurs et des normes internationales. Spécialistes du carbone 14 par AMS depuis 2005, nos laboratoires, en plus de respecter les normes internationales en vigueur, délivrent des résultats précis et fiables grâce à des solutions innovantes et un accompagnement personnalisé.

Pour les professionnels de l’industrie, cela signifie pouvoir s’appuyer sur des résultats fiables afin de valider la conformité des matériaux, assurer un contrôle qualité rigoureux, et garantir que leurs produits respectent les standards en vigueur, notamment ceux exigés pour les certifications de matériaux biosourcés. 

Contrôle qualité et conformité ISO dans l’industrie des bioplastiques

Le contrôle qualité est une priorité dans l’industrie des bioplastiques, où l’intégration de normes telles que l’ISO 16620-2 devient incontournable pour prouver la durabilité des produits. Grâce aux analyses conformes à l’ISO 16620-2, les industriels peuvent contrôler la qualité des bioplastiques et garantir que leurs produits respectent les critères de teneur en biomasse et de carbone biosourcé. 

Associée à des normes complémentaires comme l’analyse ASTM D6866, cette démarche garantit une conformité à l’ISO 16620-2, indispensable pour la compétitivité des entreprises dans un secteur en pleine mutation vers des matériaux plus responsables. Les laboratoires spécialisés en industrie biosourcée comme CIRAM permettent ainsi aux entreprises de sécuriser leur chaîne de production tout en répondant aux attentes réglementaires et environnementales.

La norme ISO 16620-2 est un outil clé pour l’industrie des plastiques biosourcés, garantissant la conformité et la certification des matériaux. Grâce à des méthodes rigoureuses comme l’analyse Carbone 14, elle permet aux industriels de quantifier avec précision la teneur en carbone renouvelable dans leurs produits. Les laboratoires spécialisés comme CIRAM jouent un rôle crucial dans ce processus, offrant des analyses fiables et un accompagnement personnalisé. Pour en savoir plus, contactez les équipes CIRAM et demandez votre étude d’échantillons. 

Dans le respect de cette norme, nous utilisons l’analyse au radiocarbone (appelé aussi carbone 14) grâce à des techniques d’essai analytiques utilisées pour déterminer l’âge d’objets contenant du carbone.

Attention, la teneur biosourcée ne définit en aucun cas l’impact environnemental ou la durabilité d’un produit. Il est possible de mesurer cet impact grâce à une analyse du cycle de vie selon des critères de durabilité définis.

L’analyse au radiocarbone des produits biosourcés

L’analyse au radiocarbone des produits biosourcés doit impérativement respecter la norme NF EN 16640 en utilisant l’une des trois méthodes réglementaires.

Les laboratoires CIRAM vous expliquent en détail l’analyse carbone 14 par AMS.

Qu’est-ce qu’un produit biosourcé ?

Le terme biosourcé signifie « issu de la biomasse ». Un produit dit biosourcé peut être entièrement ou partiellement issu de la biomasse. Grâce à nos analyses en laboratoire, il est possible de caractériser la quantité de biomasse contenue dans un produit (peinture, polymères solvants…).

Il sera intéressant de mesurer la quantité de carbone biosourcé dans une phase de R&D, mais également sur un produit fini (carbone biogène dans les biocarburants, biogaz, fumées mais également dans les produits cosmétiques et agroalimentaires) ou pour évaluer les matières premières d’un fournisseur. La mesure du carbone 14 quantifie la teneur en carbone biogénique et en carbone synthétique (pétrosourcé).

Le carbone 14, un élément présent dans tous les organismes vivants

Le carbone 14 (¹⁴C) est un isotope radioactif du carbone issu de l’interaction entre les atomes d’azote 14 présents dans l’atmosphère et le rayonnement cosmique. Instable par nature, il se désintègre progressivement pour redevenir de l’azote 14. Sa demi-vie, estimée à 5 568 ans, implique que sa concentration diminue de moitié sur cette période et qu’il disparaît presque totalement après environ 60 000 ans.

En raison de sa régénération continue par l’activité solaire, la concentration du carbone 14 est considérée comme quasi constante dans l’atmosphère. Il est ainsi présent dans tous les organismes vivants, où il est assimilé par la photosynthèse et la respiration. La biomasse actuelle (céréales, algues, bois, résidus et déchets organiques) possède donc un réservoir de carbone 14 dit « moderne » pleinement actif.

À l’inverse, les ressources fossiles telles que le pétrole, le gaz ou le charbon, issues de la transformation de matières organiques sur des millions d’années, ne contiennent plus de carbone 14. Elles sont composées exclusivement de carbone ancien ou pétrosourcé, ce qui permet de les distinguer clairement des sources biosourcées.

En mesurant le rapport isotopique entre le ¹⁴C, le ¹³C et le ¹²C, les scientifiques des laboratoires CIRAM déterminent avec précision la teneur en carbone moderne (biosourcé) et en carbone fossile (pétrosourcé) d’un échantillon. Cette approche constitue le fondement de l’analyse radiocarbone, utilisée pour la caractérisation des produits biosourcés, le contrôle des matières premières et la vérification des allégations environnementales.

L’analyse au radiocarbone par l’AMS

La norme NF EN 16640 prévoit trois méthodes pour mesurer la teneur en carbone 14 des produits biosourcés. Les laboratoires CIRAM utilisent exclusivement la spectrométrie de masse couplée à un accélérateur de particules (AMS), une technique de référence reconnue pour sa haute précision et sa sensibilité dans l’analyse radiocarbone.

Avant la mesure par AMS, l’échantillon est préparé par transformation en carbone pur, sous forme de graphite, puis compacté dans une cathode porte-échantillon. Cette étape de préparation est essentielle pour garantir la fiabilité des résultats et la reproductibilité des mesures.

La teneur en carbone 14 est ensuite exprimée soit en fraction de masse de l’échantillon, soit en fraction de la teneur en carbone total. Le pourcentage de carbone moderne, appelé pMC (percent Modern Carbon), correspond à une valeur normalisée et standardisée du carbone 14 mesuré. Cette valeur est comparée à celle d’un matériau de référence (REF), représentant un carbone 100 % biosourcé.

Depuis 2003, les valeurs de référence officielles utilisées dans le cadre de la norme NF EN 16640 sont publiées par l’université de Groningen, garantissant une cohérence internationale dans l’interprétation des résultats d’analyse carbone 14.

Afin d’illustrer l’évolution de ces références, on peut rappeler que :

• en 2022, la valeur correspondant à 100 % de carbone biosourcé était fixée à 100 pMC ;
• en 2010, la valeur de référence pour certifier une teneur à 100 % était de 104 pMC ;
• en 1964, cette valeur atteignait 190 pMC, en raison des effets des essais nucléaires atmosphériques sur la concentration du carbone 14.

La méthode de calcul des produits biosourcés

La norme NF EN 16640 indique qu’en plus de la mesurer du pMC, nous devons indiquer :

• XTC la teneur en carbone total de l’échantillon,
• Xb la teneur en carbone biosourcé en fraction de la masse de l’échantillon.

À partir de la valeur de référence REF, on peut calculer XTCB qui est la teneur en carbone biosourcé en fraction de la teneur en carbone total. C’est cette valeur qui est déterminante.

Attention, la norme NF EN 16640 indique que la mesure de la teneur en carbone biosourcé par la technique du radiocarbone en AMS a une incertitude de ± 2 %. Ceci implique que la teneur en carbone biosourcé peut varier de ± 2 %. C’est-à-dire qu’une valeur de XTCB à 98% pourra être considérée comme 100% de carbone biosourcé par rapport au carbone total, aux incertitudes près.

La norme NF EN 16640 ne préconise aucun traitement particulier pour les matériaux contenant des carbonates inorganiques. Pourtant, les carbonates de calcium contiennent du « vieux carbone » et risquent de diminuer artificiellement la valeur de XTCB. Cette précision est importante, car elle indique que la norme NF 16640 définit le pourcentage de carbone biosourcé par rapport au carbone total, contrairement à la norme ASTM D6866 qui peut considérer le pourcentage de carbone biosourcé par rapport au carbone organique total.

Découvrez sans tarder les différentes méthodes d’analyse des combustibles solides de récupération ainsi que les réglementations internationales et européennes en vigueur.

Qu’est-ce qu’un combustible solide de récupération (CSR)

Les combustibles solides de récupération (CSR en français ou SRF en anglais) sont une nouvelle source d’énergie en partie renouvelable. Les CSR permettent de valoriser les déchets ménagers ou industriels et sont une alternative intéressante aux carburants fossiles. Mais avant d’être utilisés, les combustibles solides de récupération doivent d’abord être analysés puisque ce sont des matériaux hétérogènes pouvant contenir du papier, du carton, du bois, mais aussi des produits pétrosourcés comme le plastique.

Les techniques utilisées pour l’analyse des CRS

Il existe plusieurs techniques pour analyser la teneur en carbone biosourcé des CSR tout en respectant la norme NF EN ISO 21644.

Les CSR peuvent être analysés par tri manuel, dissolution sélective ou par radiocarbone.

La technique de dissolution sélective

La dissolution sélective se base sur l’hypothèse que la biomasse se dissout sous l’effet combiné de l’acide sulfurique et de l’eau oxygénée. Si cette technique paraît plus simple à utiliser que l’analyse par radiocarbone, elle présente cependant de nombreux biais et imprécisions :

• La dissolution sélective considère que tous les matériaux ont des propriétés physico-chimiques communes ; ce n’est pas le cas
• Certains plastiques pourtant pétrosourcés sont biodégradables et seront donc dissous et donc associés à la biomasse
• À l’inverse, certains polymères biosourcés ne sont pas biodégradables et ne seront donc pas dissouts ;
• La norme EN ISO 21644 précise que la méthode de dissolution sélective sous-estime de 3% la teneur biosourcée lorsque les CSR contiennent du papier et même jusqu’à 16% pour ceux contenant du caoutchouc.

La méthode par dissolution sélective manque donc de précision et de fiabilité. C’est pourquoi les laboratoires CIRAM utilisent une technique scientifique plus précise et plus fiable, le radiocarbone.

La technique au radiocarbone, la méthode utilisée par les laboratoires CIRAM

Pour délivrer des résultats précis, fiables et conformes aux normes en vigueur, les laboratoires CIRAM utilisent la technique au radiocarbone afin de mesurer la teneur en biomasse des CSR.

Cette analyse est basée sur l’activité de l’isotope 14 du carbone. Sachant que le carbone 14 se désintègre dans le temps pour disparaître après 60.0000 ans, nous pouvons considérer que le pétrole et autres matériaux fossiles ne contiennent plus de carbone 14 ; ils ne contiennent que du « vieux » carbone, contrairement à la biomasse qui contient exclusivement du carbone « moderne ».

La technique par radiocarbone permet de mesurer la quantité de « vieux » carbone et de carbone « moderne ». Cette méthode est efficace et présente de nombreux avantages :

• Elle fonctionne sur tous les matériaux, qu’ils soient solides, liquides ou gazeux ;
• Fiabilité et précision plus importante qu’avec la dissolution sélective. On estime que la précision avec le radiocarbone est de l’ordre de 0,5% et la limite de détection de 0,3% ;
• Il n’y a pas de sous-estimation ou de surestimation du contenu biosourcé ;
• La méthode par radiocarbone élaborée dans les laboratoires CIRAM fournit des valeurs exactes de quantité de biomasse.

La préparation de l’échantillon pour la technique radiocarbone

Si l’analyse par le radiocarbone est plus précise, elle demande une préparation d’échantillon particulière.

Les CSR sont composés de différents matériaux, il faut préalablement homogénéiser l’échantillon avant d’effectuer la mesure carbone 14. La micronisation assure la représentativité de l’échantillon et donc du résultat. Si aucun laboratoire de radiocarbone n’est accrédité pour la micronisation suivant la norme NF EN ISO 21646, il existe des unités spécialisées dans la préparation des échantillons qui réalisent ces traitements mécaniques avant la mesure du radiocarbone.

Pourquoi choisir le carbone 14 pour l’analyse des CSR ?

Nous l’avons dit, la méthode par radiocarbone est l’analyse la plus précise et la plus fiable pour vos combustibles solides de récupération. Avec cette technique, vous réduisez le manque à gagner et vous évitez également un redressement fiscal à cause d’une mauvaise déclaration du contenu biosourcé.

Si nous prenons l’exemple des pneus, la dissolution sélective sous-estime de 16% le contenu biosourcé dans le caoutchouc. Sachant que les pneus contiennent 40% de caoutchouc en moyenne, on peut évaluer le manque à gagner de 10.000 tonnes équivalent C02 en 2015 avec la dissolution sélective.

L’analyse par radiocarbone est donc la méthode la plus fiable et la plus précise pour caractériser vos CSR.

L’analyse des biopolymères joue un rôle clé dans le processus de transition écologique de l’industrie grâce aux matériaux durables. Les biopolymères, issus de ressources renouvelables, offrent en effet, une alternative écologique aux matériaux dérivés des énergies fossiles.

Afin de garantir leur authenticité et leur contribution à la réduction des émissions de gaz à effet de serre, il est crucial de quantifier précisément leur contenu en carbone biogénique. Les laboratoires CIRAM, experts en datation et analyse scientifique, utilisent le carbone 14 pour fournir des résultats fiables et précis. 

Ce texte décrit l’importance de l’analyse au carbone 14 pour les biopolymères, en expliquant ses applications, ses avantages, et la méthodologie employée pour distinguer les sources de carbone.

L’analyse des biopolymères par le carbone 14

Rappels et importance des biopolymères

Un biopolymère est un polymère d’origine naturelle, produit par des organismes vivants, ou synthétisé à partir de matières premières d’origine biologique. Ils peuvent être dérivés de plantes, d’animaux ou de micro-organismes, et sont composés de substances telles que les protéines, les polysaccharides (comme l’amidon et la cellulose), et les polyesters naturels (comme le PHB). 

A la différence des polymères synthétiques fabriqués à partir de pétrole, les biopolymères sont renouvelables et pour la plupart biodégradables, ce qui en fait des matériaux d’intérêt pour des applications écologiques et durables. Les biopolymères sont ainsi des matériaux clés pour la transition énergétique vers des sources d’énergie renouvelables.

Les biopolymères sont fabriqués à partir de ressources organiques, ce qui permet une réduction des émissions de gaz à effet de serre contrairement aux matériaux issus du pétrole. Leur utilisation limite l’impact environnemental de l’industrie manufacturière, ce qui en fait des acteurs essentiels dans la lutte contre le changement climatique et le réchauffement climatique.

Le rôle du carbone 14 dans les analyses scientifiques

Le carbone 14 (14C) est un isotope radioactif naturel utilisé pour dater les matières organiques. Comme le radiocarbone se désintègre avec le temps (sa concentration est divisée par deux tous les 5730 ans), il est totalement absent du pétrole, alors que sa proportion est à son maximum dans la biomasse actuelle. Ainsi, l’analyse au carbone 14 permet de différencier le carbone fossile, issu du pétrole, du carbone biogénique.

Au-delà de sa capacité à différencier les sources de carbone, le carbone 14 joue un rôle important dans l’identification de la proportion de biomasse présente dans les produits industriels. Cette technique d’analyse est particulièrement intéressante pour les industriels cherchant à prouver la durabilité de leurs produits biosourcés et à se conformer aux réglementations environnementales. Par exemple, les produits certifiés contenant un pourcentage minimal de carbone biogénique peuvent bénéficier de certifications écologiques, ce qui permet d’améliorer leur acceptabilité sur le marché et renforcer la confiance des consommateurs. 

Enfin, l’analyse au carbone 14 permet de détecter les fraudes potentielles, en vérifiant que les revendications des fabricants sur l’origine des matériaux sont véridiques et conformes aux normes et législations en vigueur.

Comprendre la différence entre le carbone fossile et le carbone biogénique

Définition et caractéristiques du carbone fossile

Le pétrole provient de la décomposition de matière organique sur des millions d’années. Ce processus exclut la présence de 14C, le classant comme ancien. Les énergies fossiles, riches en carbone ancien, sont une source majeure de gaz à effet de serre, contribuant au changement climatique.

Le carbone fossile est une source importante d’émissions de dioxyde de carbone (CO₂). Lorsqu’elles sont brûlées, les énergies fossiles posent également des défis écologiques lors de leur extraction, de leur transport et du raffinage. Ces processus entraînent régulièrement des dégradations environnementales significatives, comme les marées noires et la destruction des écosystèmes. 

Définition et importance du carbone biogénique

Le carbone biogénique, ou carbone moderne, est présent dans les organismes vivants et les matières biosourcées. Son réservoir de C14 est plein, ce qui le distingue du carbone fossile. Les biopolymères, souvent issus de ressources renouvelables, comme les plantes, sont riches en carbone biogénique et jouent un rôle crucial dans le stockage du carbone atmosphérique, agissant comme puits de carbone.

L’utilisation accrue de matériaux biosourcés par les industriels encourage la valorisation des déchets organiques et la production de biomasse. La transition vers des matériaux renouvelables stimule ainsi l’innovation dans les secteurs de la chimie verte et des biotechnologies, en développant de nouveaux matériaux aux propriétés uniques et durables. Les biopolymères, en tant qu’alternatives aux matériaux pétrosourcés, peuvent réduire la dépendance aux énergies fossiles, ce qui permet de contribuer à la sécurité énergétique et à la préservation des ressources naturelles.

L’utilisation du carbone 14 dans l’analyse des biopolymères

Le processus d’analyse des biopolymères avec le carbone 14

L’analyse des biopolymères au carbone 14 implique la mesure des ratios isotopiques 14C/12C et 13C/12C. Les échantillons sont analysés par spectrométrie de masse, permettant de quantifier précisément la proportion de carbone biogénique. Cette méthode permet même de détecter de faibles niveaux de 14C, ce qui garantit une évaluation précise du contenu en matière biosourcée.

La précision des analyses est renforcée par le recours à des matériaux de référence certifiés. Ceux-ci permettent de calibrer les instruments et de valider les résultats obtenus. Ces procédures sont rigoureuses et essentielles afin de garantir l’exactitude des mesures critiques pour des applications industrielles comme la certification de la teneur en carbone biogénique, le contrôle qualité des produits, et la conformité aux réglementations environnementales.

Les avantages de l’utilisation du carbone 14 dans l’analyse des biopolymères

Le carbone 14 est une méthode fiable et objective pour différencier les matériaux biosourcés des matériaux pétrosourcés. Elle est non seulement précise, mais aussi adaptable à différents types de matrices (liquide, solide, gel). Comparée à d’autres méthodes d’analyse, elle offre une précision exceptionnelle, essentielle pour l’industrie dans le cadre de la réglementation et de la certification des produits.

L’analyse au carbone 14 offre un autre avantage crucial grâce à sa capacité à fournir des résultats rapides et reproductibles. Cette rapidité est essentielle pour les industriels qui doivent régulièrement vérifier la conformité de leurs produits ou innover rapidement pour répondre aux exigences du marché. 

L’utilisation du carbone 14 permet de garantir l’intégrité des chaînes d’approvisionnement en fournissant des preuves scientifiques de l’origine des matières premières à destination des régulateurs. L’analyse au carbone 14 contribue donc à la transparence et à la traçabilité des produits, en renforçant la crédibilité des revendications marketing des entreprises concernant le caractère biosourcé de leurs produits. C’est donc un outil essentiel non seulement pour la conformité réglementaire, mais aussi pour la compétitivité sur un marché global où les critères de durabilité deviennent un facteur clé de différenciation.

L’intérêt des laboratoires d’analyse du carbone 14 pour l’analyse des biopolymères

Les laboratoires d’analyse du carbone 14 jouent un rôle clé dans la recherche et le développement de nouveaux matériaux biosourcés. Leur travail avec les chercheurs et les fabricants, permet d’optimiser les formulations de biopolymères pour améliorer leurs propriétés et leurs performances tout en assurant la conformité aux exigences écologiques. 

L’expertise technique de leurs scientifiques et leur équipement de pointe les positionnent comme des partenaires privilégiés pour la mise en place de programmes de contrôle qualité rigoureux, essentiels pour garantir la fiabilité des produits finis. En fournissant des analyses détaillées et précises, les laboratoires d’analyse au C14 contribuent à l’élaboration de nouvelles normes industrielles et réglementaires ce qui renforce la transparence et la confiance dans les produits biosourcés. 

Les laboratoires CIRAM, situés près de Bordeaux, sont des experts en analyse au carbone 14. Ils fournissent des analyses fiables pour déterminer la part de carbone biogénique dans les produits industriels. Ces analyses sont capitales pour les entreprises industrielles cherchant à certifier la teneur en matière biosourcée de leurs produits, pour éviter les fraudes et se conformer aux normes environnementales croissantes. De plus, les laboratoires CIRAM accompagnent les entreprises industrielles et les aident à naviguer dans les complexités des régulations et à adopter des pratiques plus durables et innovantes. Ce soutien complet fait des laboratoires CIRAM un acteur incontournable dans le paysage des matériaux biosourcés et de la transition vers une nouvelle industrie plus respectueuse de l’environnement.

L’analyse des biopolymères au carbone 14 est donc un outil indispensable pour garantir l’authenticité et la qualité des matériaux biosourcés. Cette méthode permet non seulement de distinguer le carbone biogénique du carbone fossile, mais aussi de soutenir les efforts de durabilité et de conformité aux normes environnementales.

Les laboratoires CIRAM, grâce à leur expertise et leurs technologies avancées, fournissent des analyses précises et fiables à destination de l’industrie biosourcée. Ces études permettent aux professionnels de l’industrie de se conformer aux réglementations, d’éviter les fraudes et de promouvoir des pratiques écologiques. Si vous souhaitez échanger sur vos problématiques industrielles liées aux biopolymères, contactez nos experts en demandant une étude. 

Largement sollicitée pour nos analyses en laboratoire, l’analyse Carbone 14 (ou radiocarbone) est également utilisée pour les recherches et les analyses des produits biosourcés.

Qu’est-ce que la norme ASTM D6866 ?

L’ASTM D6866 est une méthode de test développée par l’ASTM International. Ce protocole décrit précisément comment mesurer expérimentalement et selon les réglementations en vigueur la teneur en carbone biosourcé des échantillons qu’ils soient solides, liquides ou gazeux grâce à l’analyse au radiocarbone (appelée également Carbone 14).

L’analyse radiocarbone pour les industriels

Matières premières ou produits de vos fournisseurs, l’analyse radiocarbone est utilisée principalement pour les industriels.

Les laboratoires CIRAM analysent la teneur en produits biosourcés des matériaux à chaque étape, nous évaluons aussi bien des produits en R&D, en cours de développement que des produits finis, prêts à être commercialisés. La mesure du carbone 14 dans vos produits permet de définir la quantité et la proportion des matériaux biosourcés et de matériaux pétrosourcés.

L’analyse au radiocarbone pour mesurer la teneur en produits biosourcés

Il est important de différencier deux types de carbones :

• Le carbone moderne : la biomasse actuelle (céréales, huiles, algues, déchets organiques) utilisée pour fabriquer des molécules biosourcées contient exclusivement du carbone dit « moderne » ;
• Le carbone « ancien » : le pétrole utilisé pour la fabrication de produits de synthèse contient seulement du carbone dit « ancien ».

En mesurant le rapport des isotopes 14C, 13C et 12C, l’analyse au radiocarbone permet de quantifier la proportion de carbone moderne (donc biosourcé) et de carbone ancien (pétrosourcé) présent dans un produit.

Attention, pour respecter l’ASTM D6866, l’échantillon doit d’abord être transformé en carbone pur (graphite) car c’est cette cible de graphite qui sera analysée en laboratoire par un accélérateur de particules couplé à un spectromètre de masse (AMS).

D’après la norme internationale ASTM 6866, il est possible de mesurer le taux de carbone 14 grâce à trois méthodes différentes, mais nous ne traiterons ici que la technique par spectrométrie de masse couplée à un accélérateur de particules (AMS).

Les mesures à respecter selon la norme ASTM D6866

Pour respecter les réglementations en vigueur et l’ASTM D6866, la teneur en carbone biogénique doit être exprimée en pourcentage de carbone moderne par rapport au carbone total pour un résultat exprimé en pMC (Pourcentage of Modern Carbone).

La valeur de référence, appelée REF, correspond à 100% de carbone biosourcé à une date donnée.

À noter qu’en 2022, toujours selon la norme ASTM D6866, la REF était de 100 pMC pour une teneur en carbone biosourcé à 100%, alors que la valeur était de 102pMC en 2015 et de 200 en 1962. Afin d’harmoniser les résultats et de garder les mêmes valeurs de références, on considère que sur les quatre dernières années, 100 pMC représente une teneur de 100% en carbone biosourcé par rapport au carbone total.

La norme ASTM D6866 prévoit également une variation possible de ±3% de la teneur en carbone biosourcé avec la technique du radiocarbone. Cette marge d’erreur considère par exemple une mesure à 97 pMC comme correspondant à 100% de carbone biosourcé par rapport au carbone total.

Mesurer les matériaux contenant des carbonates inorganiques

Concernant les matériaux contenant des carbonates inorganiques, l’ASTM D6866 indique qu’une attaque chimique peut-être réalisée afin d’éliminer les carbonates. Comme les carbonates contiennent du carbone issu de matériaux géologiques, le risque est de voir la valeur du pMC diminuer artificiellement et donc de fausser les résultats. En effet, la méthode au radiocarbone considère de la même manière le carbones des carbonates géologiques et le carbone du pétrole. Cette précision est importante car, contrairement à la norme NF EN 16640 qui considère le pourcentage de carbone biosourcé par rapport au carbone total, la norme internationale ASTM D6866 détermine le teneur en carbone biosourcé par rapport au carbone organique total.

CIRAM, spécialiste de l’analyse radiocarbone

Spécialistes de l’analyse par radiocarbone, nos scientifiques effectuent tous les tests en laboratoire. Nous respectons les normes internationales en vigueur afin de délivrer des résultats précis grâce à des solutions innovantes et un accompagnement minutieux.