Vers des plastiques plus durables

Recycler les plastiques ou les produire à partir de la biomasse : deux pistes clé pour rendre ces matériaux plus respectueux de l’environnement. Les chercheurs aident les industriels à s’adapter.

Les plastiques, c’est pratique, mais pas toujours très bon pour l’environnement. Ils posent en effet deux problèmes. L’un à court terme, est celui des déchets. Le plastique est en effet utilisé massivement pour des applications à durée de vie très courte, ce qui crée beaucoup de déchets, dont certains sont disséminés dans la nature. L’autre est à plus long terme : les plastiques sont produits à partir du pétrole, qui n’est pas inépuisable. Mais il existe des solutions : le recyclage pour le premier problème, l’utilisation de plastique « biosourcé », c’est-à-dire d’origine renouvelable, pour le second.

L’industrie doit s’adapter aux plastiques recyclés

Cependant, ces matériaux ne sont pas tout à fait identiques aux plastiques habituels. Les industriels, poussés par les contraintes réglementaires, font donc appel à des chercheurs pour s’adapter à ces nouveaux plastiques. « Les matériaux recyclés ont des caractéristiques plus variables que les plastiques issus de la pétrochimie, car ils contiennent davantage d’impuretés, indique Rémi Deterre, professeur au laboratoire Génie des procédés, environnement, agroalimentaire (GEPEA) de l’Université de Nantes. Mais les exigences de qualité de la part des fabricants d’objets en plastique restent les mêmes, car les objets fabriqués ne peuvent pas présenter une qualité aléatoire. Les industriels doivent donc adapter leurs procédés de fabrication, et c’est là que nous intervenons. » L’idée est de mieux prévoir le comportement du plastique lors de sa mise en forme.

Rappelons que le plastique est d’abord chauffé pour être fluide, puis extrudé ^[1] ou moulé pour prendre sa forme définitive. Or, les propriétés d’écoulement sont parfois très variables pour le plastique recyclé. « Nous mesurons des grandeurs physiques, telles que la température, la pression, les flux, les débits… au plus près de la matière, c’est-à-dire au cœur de la machine de transformation, indique Rémi Deterre. Parallèlement, nous pouvons établir une relation entre la valeur de ces grandeurs physiques et l’évolution de la qualité de la matière. »

Développer les plastiques biosourcés et biodégradables

Généralement, les impuretés des plastiques recyclés sont d’autres plastiques, car le tri ne peut pas être efficace à 100 %. Or, les plastiques se mélangent peu entre eux, si bien que les flux de matière ne sont pas homogènes. Certains se comportent comme une charge entraînée par le reste du plastique, ce qui augmente la viscosité, d’autres au contraire se comportent comme des lubrifiants.

Les matériaux biosourcés aussi peuvent avoir un comportement différent des plastiques traditionnels. Aux problèmes de variabilité de la ressource s’ajoutent les questions de stabilité du matériau dans les procédés de mise en œuvre conçus pour les polymères classiques. « Il existe depuis longtemps des polymères biosourcés, par exemple le caoutchouc naturel, et les industriels ont développé des procédés et des stratégies spécifiques pour diminuer la variabilité de la ressource, rappelle Eric Leroy, chargé de recherches au GEPEA. Aujourd’hui, d’autres polymères biosourcés ont été développés, notamment des polyesters biodégradables à partir d’amidon de maïs ou de betterave, ou produits par la fermentation de déchets par des bactéries. » Là aussi, les outils développés par le GEPEA aident les industriels à s’adapter à l’aptitude à la mise en oeuvre de ces matériaux.

Usage raisonné

Reste que le recyclage et les matériaux biosourcés ne suffiront pas à éliminer les problèmes créés par le plastique. « Il faut un usage plus raisonné de ce matériau, par exemple en privilégiant les objets réutilisables plutôt que les jetables, estiment les chercheurs. Mais ne tombons pas dans le « plastic bashing » (la critique sans nuance du matériau) : il ne faudrait pas qu’on le remplace par des matériaux plus polluants. Les sacs papier, par exemple, sont polluants à produire, mieux vaut un sac plastique réutilisable. L’important est de regarder l’impact environnemental global pour chaque application. »

[1] L’extrusion est un procédé de transformation des matières plastiques à l’état fondu qui permet de fabriquer aussi bien des tubes, que des profilés et autres plaques de plastique.