Phosphate

Les phosphates sont présents dans toutes les cellules animales et végétales, dans les aliments, dans la chimie cosmétique, les détergents, les médicaments et les engrais. Ils sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels – automobile, construction, pétrochimie, textile, etc. Mais quels sont ces composés chimiques ? Quelles sont leurs propriétés et les phosphates sont-ils utilisés exclusivement par voie orale ?

Que sont les phosphates et quelles sont leurs propriétés ?

Lorsqu’on parle de phosphates, on entend le plus souvent par orthophosphates , c’est-à-dire des dérivés de l’acide phosphorique (V) de formule _{chimique H3PO4} . Trois atomes d’hydrogène peuvent être remplacés par des cations métalliques ou des ions ammonium (des sels se forment) ou par des groupes organiques (des esters se forment alors). L’acide phosphorique peut être déshydraté, ce qui donne :

• Acide pyrophosphorique H4P2O7 (ses dérivés sont des pyrophosphates) ;
• Acides métaphosphoriques (HPO3)ₙ, qui forment des acides polymères cycliques ou linéaires (métaphosphates ou polyphosphates) ;

• Acides polyphosphoriques Hₙ+2PₙO3ₙ+1 (polyphosphates).

Il convient toutefois de noter que le phosphore forme également d’autres acides , dont le degré d’oxydation est différent : l’acide trioxophosphorique (III) H ₃ PO ₃ (phosphonique) et l’acide hypophosphoreux (I) H ₃ PO ₂ (phosphinique). Ils sont également utilisés dans l’industrie, mais dans une bien moindre mesure que les orthophosphates. En raison de leur structure diversifiée, les phosphates ont des propriétés physicochimiques différentes, qui sont utilisées dans des secteurs industriels spécifiques. Les applications les plus larges sont celles des phosphates ayant des capacités de chélation (liaison d’ions métalliques), des capacités tampon (stabilisation du pH), des capacités émulsifiantes , ainsi que celles qui sont hygroscopiques et thermiquement stables (résistantes aux températures élevées).

Application des phosphates dans l’industrie alimentaire

Les phosphates sont des additifs alimentaires très courants, qui servent principalement de régulateurs d’acidité, de stabilisants, d’émulsifiants, d’antioxydants, de conservateurs et d’agents levants et antiagglomérants. Sur les étiquettes, ils doivent être recherchés sous les désignations E338 à E452 . La série commence par l’acide phosphorique (E338) , puis les phosphates de sodium, de potassium, de calcium, de diphosphates, de triphosphates et de polyphosphates. On les retrouve, par exemple, comme ingrédient principal des boissons gazeuses. Les phosphates dans l’agriculture – un composant clé des engrais En agriculture, les phosphates se trouvent dans les engrais artificiels comme source de phosphore facilement assimilable, l’un des trois nutriments de base (avec l’azote et le potassium). Le phosphore est essentiel au développement des racines et à la formation des fleurs et des fruits. La plante l’utilise dans tous les processus métaboliques – c’est un composant de l’ATP , le vecteur énergétique de base. Dans les engrais, la teneur en cet élément est convertie en quantité de _P2O5 . Les types d’engrais _phosphatés les plus importants sont (teneur _{en P2O5} entre parenthèses) :

• Superphosphate simple (16-20 %),
• Superphosphate enrichi (40-50%),
• Phosphate d’ammonium, DAP (46%) – fournit également de l’azote, c’est pourquoi c’est un engrais très efficace,
• Phosphate monoammonique, MAP (50-55 %)
• Thermophosphates.

Le rôle des phosphates dans les produits chimiques industriels

Les phosphates sont également largement utilisés dans les produits chimiques industriels . Ils sont ajoutés aux plastiques, aux textiles et aux matériaux industriels comme retardateurs de flamme, additifs aux peintures et aux émaux, plastifiants, stabilisateurs thermiques et agents de traitement de l’eau (séquestrants et inhibiteurs de tartre).

L’impact des phosphates sur l’environnement – enjeux et réglementations

Le plus grand défi lié à l’utilisation des phosphates est leur impact sur l’environnement, en particulier sur l’eau. La surutilisation de ces composés entraîne l’eutrophisation de l’eau, c’est-à-dire une prolifération excessive d’algues et de cyanobactéries, et par conséquent un déficit en oxygène et la mort des organismes aquatiques. La principale source de phosphates est l’agriculture ainsi que les eaux usées municipales et industrielles, c’est pourquoi la réglementation de l’UE réglemente assez strictement leur utilisation.

Des alternatives aux phosphates sont-elles possibles ?

Il existe bien sûr des alternatives aux phosphates utilisées dans l’industrie alimentaire (citrates, bicarbonates, etc.), dans les détergents (zéolites, polycarboxylates, etc.) ou dans l’agriculture (engrais organiques, engrais recyclés ou struvite). Bien qu’elles soient biodégradables et favorisent une économie en circuit fermé, leurs principaux inconvénients sont notamment une efficacité moindre, des coûts plus élevés ou une disponibilité limitée.

Normes et réglementations concernant l’utilisation des phosphates

L’utilisation de phosphates comme additifs alimentaires est strictement réglementée par la législation de l’UE. Les actes juridiques les plus importants sont le règlement (CE) n° 1333/2008 et les règlements (UE) de la Commission modifiant ses annexes (n° 1129/2011, 2017/871 et 2018/74). Ces règlements visent à garantir que la consommation de phosphates par les consommateurs ne dépasse pas 70 mg/kg de poids corporel (exprimée en phosphore) – conformément à la recommandation du Comité scientifique de l’alimentation humaine. Les normes relatives à la teneur en phosphore des détergents et des produits de nettoyage sont précisées dans le règlement (UE) n° 259/2012 du Parlement européen et du Conseil. Elles s’élèvent à 0,5 %de phosphore dans les détergents à lessive et à 0,3 g de phosphore dans une dose standard de détergents pour lave-vaisselle. Quant aux engrais artificiels, le règlement (UE) 2019/1009 du Parlement européen et du Conseil ne précise pas la teneur maximale en phosphore, mais aborde principalement la question des contaminants (par exemple le cadmium) et favorise l’utilisation d’engrais organiques et recyclés.