La norme EN 16640 et l’analyse radiocarbone des produits biosourcés
La norme française et européenne NF EN 16640 explique la méthode à utiliser pour mesurer la teneur en carbone biosourcé des matériaux.
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 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 provient de l’interaction entre les atomes d’azote 14 de l’atmosphère et le rayonnement cosmique. C’est un élément radioactif, c’est-à-dire instable, qui se transforme avec le temps (il redevient azote 14). Sa concentration se divise par deux tous les 5568 ans et l’on considère qu’il disparaît en 60 000 ans. Comme le carbone 14 est régénéré par l’activité solaire, sa concentration est « constante » dans l’atmosphère. Il est présent dans tous les organismes vivants, il est assimilé par la photosynthèse et la respiration. On considère que la biomasse actuelle (céréales, algues, bois ou déchets organiques…) a son réservoir de carbone 14 plein. La biomasse actuelle, donc vivante, contient seulement du carbone dit « moderne », alors que le pétrole ne contient plus de carbone 14, car il est issu de la dégradation de matières organiques sur des millions d’années (loin des 60 000ans d’espérance de vie du carbone 14).
En mesurant le rapport des isotopes 14C, 13C et 12C, nos scientifiques mesure la teneur de carbone moderne (biosourcé) et de carbone ancien (pétrosourcé).
L’analyse au radiocarbone par l’AMS
La norme EN 16640 propose trois méthodes différentes pour mesurer la quantité de carbone 14, mais nous utilisons exclusivement la technique par spectrométrie de masse couplée à un accélérateur de particules, AMS.
Avant la mesure par AMS, il faut d’abord transformer l’échantillon en carbone pur, ou graphite, et le compresser dans une cathode porte-échantillon.
On exprime la teneur de carbone 14 en fraction de masse d’échantillons ou en fraction de la teneur en carbone total. Le pourcentage de carbone moderne (appelé pMC), est la valeur normalisée et standardisée de la quantité de carbone 14 dans un échantillon, que l’on compare avec la teneur de carbone 14 contenu dans un matériau de référence, REF. Depuis 2003, les valeurs de référence de la norme EN 16640 sont publiées sur le site de l’université de Groningen, consultable ici.
Pour bien percevoir l’évolution des valeurs de référence, rappelons par exemple qu’en :
- 2022, la valeur pour 100% de carbone biosourcé était fixée à 100 pMC
- 2010, la REF pour certifier une teneur à 100% était de 104 pMC ;
- 1964, la REF pour certifier une teneur à 100% était de 190 pMC ;
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.