Recyclage du plastique : comment les chimistes s’attaquent au problème

Atlantico : 400 millions de tonnes de plastiques sont produites chaque année et seulement 10% sont recyclées. Pourquoi un si faible pourcentage ?

Guido Zichittella : Difficile d'imaginer un monde sans plastique. La diversité des matières plastiques et la capacité à synthétiser des plastiques aux propriétés physiques diverses en font des matériaux incontournables dans tous les secteurs. Si la résistance des matières plastiques et la possibilité de les mélanger avec des additifs les rendent souhaitables pour différentes applications, cela est préjudiciable en matière de fin de vie. Pour être recyclés mécaniquement, les plastiques doivent être séparés et purifiés pour éliminer les déchets post-consommation comme les aliments. Mais les additifs chimiquement mélangés ne peuvent pas être éliminés physiquement, et la plupart des technologies de recyclage traditionnelles ont donc du mal à suivre. Même avec un tri amélioré, le recyclage mécanique se heurte à une limite intrinsèque : tout plastique ne peut être recyclé mécaniquement qu'un nombre limité de fois avant de perdre ses propriétés et d'être inévitablement mis en décharge. Au lieu de cela, si nous devions briser efficacement les plastiques au niveau moléculaire, cela changerait la donne, car cela pourrait nous permettre de traiter encore et encore des mélanges de plastiques non triés et sales sans perte de qualité.

Vous avez mis en place un nouveau procédé permettant de transformer un mélange de plusieurs types de plastiques en propane. Comment ça marche ?

Pour faire réagir un polymère relativement inerte comme le polyéthylène, nous avons besoin d'un catalyseur, un matériau qui accélère une réaction chimique sans être consommé par celle-ci. Celui que nous avons développé était composé de deux ingrédients : le cobalt et le matériau microporeux d'aluminosilicate appelé zéolite. Les deux composants agissent ensemble en présence d'hydrogène pour activer le polyéthylène et le découper sélectivement en blocs de 3 atomes de carbone : le propane. Puisque nous rompons les liaisons chimiques du plastique, nous pouvons utiliser cette technologie catalytique pour traiter des polymères chimiquement similaires comme le polypropylène ainsi que des mélanges des deux plastiques sans avoir besoin de les séparer.

Cette technique est-elle une solution à la propagation du plastique dans le monde, qui a un impact considérable sur la planète ?

Cela fait partie de la solution. Résoudre le problème des déchets plastiques est une entreprise colossale et nécessitera un éventail de technologies capables de transformer différents plastiques en différents produits avec des ressources et des marchés différents, là où dans le monde cette transformation aura lieu.

Ce nouveau procédé pourrait-il réduire l'impact environnemental de la production de plastique ?

Oui, non seulement de sa production mais surtout tout au long de sa durée de vie. En effet, le propane obtenu peut encore être transformé en oléfines légères, telles que l'éthylène et le propylène, qui sont les monomères à partir desquels nous fabriquons le polyéthylène et le polypropylène. Cela devient une méthode circulaire de fabrication des plastiques pour les garder hors de l'environnement.

Dans le futur, serait-il possible de recycler tous les types de plastique ?

Nous le croyons. Que ce soit en recyclant chimiquement les déchets plastiques ou en réinventant nos plastiques pour qu'ils soient recyclables dès la conception, ou plus probablement en combinant les deux, c'est la seule voie à suivre pour construire un avenir durable pour les générations à venir.

Quelles sont les prochaines étapes de votre recherche ?

Sur la base de ce résultat encourageant, nous collaborons avec le Laboratoire National des Energies Renouvelables pour mener des analyses approfondies afin d'évaluer la faisabilité technico-économique d'une usine chimique utilisant cette technologie, et nous réalisons des tests dans notre laboratoire pour passer à l'échelle ce procédé.