Dépolluer les plastiques pour mieux les recycler

Aujourd’hui, de nombreux plastiques ne sont pas recyclés, ou pas assez, à cause des polluants qu’ils contiennent. Développer des technologies de purification est donc crucial pour améliorer le recyclage et élargir les domaines d’applications des polymères recyclés.

Tout le monde s’accorde sur la nécessité de recycler au maximum les plastiques, à la fois pour éviter leur dissémination dans la nature, pour préserver les ressources et pour diminuer leur impact environnemental. Mais ce n’est pas si facile. En effet, « la plupart des déchets plastiques sont pollués : ils sont souillés par des aliments ou encore des fluides (par exemple par de l’huile moteur pour les plastiques issus de l’automobile) lors de la phase d’usage et ils peuvent également contenir des additifs, par exemple des composés à base de brome pour les ignifuger, limitant leur recyclage, décrit Sophie Duquesne, professeure à l’unité Matériaux et Transformation de l’Université de Lille. Or, on ne veut pas retrouver ces polluants dans les plastiques recyclés. »

Recycler les mélanges de plastiques

Il existe deux grandes méthodes pour recycler les plastiques. La première est le recyclage chimique, qui consiste à casser les chaînes de polymères par exemple par pyrolyse pour récupérer des molécules d’intérêt servant à recréer de nouveaux polymères ou à d’autres applications dans l’industrie chimique. « Nous développons le procédé de pyrolyse catalytique en collaboration avec l’Unité de Catalyse et de Chimie du Solide à Lille, indique la chercheuse. Les catalyseurs nous permettent d’abaisser la température de pyrolyse, et d’orienter les réactions pour former les molécules qui nous intéressent, comme le benzène, le toluène et le xylène. » Cette technologie permet également d’envisager de recycler des mélanges de plastiques, et Sophie Duquesne étudie les interactions entre polymères qui se produisent au cours de ce procédé de pyrolyse.

La chercheuse travaille en collaboration avec une entreprise régionale, Neo-eco, spécialisée dans l’économie circulaire et la société spécialisée en recyclage des plastiques Valorplast. Les partenaires disposent aujourd’hui d’un petit pilote, à l’échelle du gramme, et un pilote à l’échelle du kilogramme est prévu pour 2020. « A partir de polyéthylène et de polypropylène, nous parvenons à obtenir 50 % de liquide contenant les molécules d’intérêt chimique, dont 60 à 70 % de molécules aromatiques recherchées, précise Sophie Duquesne. Le reste est essentiellement constitué de gaz, utilisable pour son énergie. » Le passage au stade industriel pourrait prendre 5 à 10 ans, et dépendra beaucoup de la viabilité économique, liée aux prix du pétrole.

Purifier grâce à l’extrusion assistée fluides

Cependant, ce recyclage chimique est coûteux en énergie. C’est pourquoi l’équipe de Sophie Duquesne travaille sur une deuxième méthode, le recyclage mécanique. Il ne s’agit plus de casser les molécules des polymères, mais d’éliminer les impuretés. Cette purification peut avoir lieu avant de fondre le polymère, par exemple en utilisant une irradiation ultraviolet-visible pour casser les liaisons des composés bromés.

Une autre solution consiste à purifier le polymère pendant l’extrusion (le procédé de fabrication des objets, pendant lequel le plastique est fondu, puis extrait). Cette purification est assistée par un fluide qui capte les polluants. Ces travaux en collaboration avec la société Galloo Plastics, Wipak, Nutripack, PSA et l’IMT Douai commencent juste, et font l’objet d’un financement du Fonds unique interministériel (FUI).

Emballages alimentaires

Mais pourquoi toutes ces recherches ? « Aujourd’hui, les emballages alimentaires posent de gros problèmes, explique Sophie Duquesne. En effet, ils contiennent trop d’impuretés pour être recyclés en nouveaux emballages alimentaires, la seule application dans ce domaine concerne les bouteilles d’eau. Les plastiques recyclés sont donc utilisés pour des applications moins nobles, comme les plastiques pour l’automobile (uniquement en extérieur, à cause des odeurs résiduelles), ou pour fabriquer des tuyaux, des pots de fleurs… » Or, plus un plastique pourra être recyclé, meilleur sera son bilan environnemental. Recycler plus et mieux est donc un enjeu majeur pour la filière plastique et pour notre planète.