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 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 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 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 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 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 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 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.
