Environ 360 millions de tonnes de plastiques sont produites chaque année dans le monde. Le dérèglement climatique, l’appauvrissement de nos ressources naturelles ou le septième continent sont bien réels et nécessitent plus qu’une prise de conscience. Depuis plus d’un siècle, les matières plastiques sont omniprésentes dans notre quotidien. Face à ce constat, l’Europe s’est lancé le défi de recycler 50 % de ses plastiques dans les 10 prochaines années. Les plasturgistes investissent de plus en plus dans la recherche afin d’améliorer l’efficacité du recyclage et de développer l’écoconception de produits. L’ère du “plastic bashing” se métamorphose en apologie de la valorisation et contribue au développement de l’économie circulaire. Le plastique recyclé devient ainsi un produit éco-responsable.
Le plastique recyclé
La conservation de nos aliments et donc l’accroissement de la sécurité sanitaire ont – par exemple – été améliorés grâce à ce matériau. Le taux de recyclage français actuel est de 21,3 % à la faveur de projets portés par les acteurs locaux, régionaux et nationaux. La France ambitionne de produire 100 % de plastique recyclé en 2025.
Les matières plastiques sont issues d’une résine (le polymère) à laquelle on ajoute (ou pas) des adjuvants selon le type de produits que l’on souhaite créer.
Les sept groupes principaux
- PET Polyéthylène Téréphtalate : bouteilles (eau, boissons gazeuses, huiles de cuisine), emballages des cosmétiques ;
- PEHD Polyéthylène Haute Densité : bouteilles et flacons opaques (lait, produits ménagers, gels douches), Tupperware®, réservoirs de carburant de véhicule ;
- PVC Polychlorure de Vinyle : films étirables, jouets, équipements médicaux, tuyaux ;
- PEBD Polyéthylène Basse Densité : sacs, sacs poubelles, sacs congélation, films alimentaires, emballages (barquettes) ;
- PP Polypropylène : pots de yaourt, boîtes hermétiques, planches à découper, bouchons ;
- PS Polystyrène : barquettes alimentaires (œufs, viandes, poissons, plats à emporter), emballages isolants pour produits frais ;
- PC Polycarbonate : biberons, boîtes de conserves, cannettes, récipients pour micro-ondes, petit électroménager, etc. Cette catégorie intègre tous les plastiques qui n’appartiennent à aucune autre des six catégories.
Si la fabrication de la plupart de ces résines est peu coûteuse et facile d’exécution (comme pour le PVC, le caoutchouc synthétique ou le Plexiglas®), la fabrication des plastiques de spécialité est plus complexe. La structure macromoléculaire de ces matériaux associe différentes propriétés précises comme la solidité du film alimentaire ou la pérennité dans le secteur médical ou l’aéronautique.
Le recyclage mécanique ou downcycling
L’enjeu de celui-ci est d’obtenir une catégorisation précise, dont le critère principal est une structure moléculaire qui varie peu (ou comportant peu d’adjuvants). Il s’agit des polymères dont la structure se rapproche du monomère originel. Le recyclage mécanique consiste à trier, concasser, nettoyer, puis réduire en granules les produits. Afin d’obtenir des plastiques recyclés, il est nécessaire que le triage soit optimum.
La sélection commence par le tri optique et densimétrique. Des capteurs optiques réglés selon des critères ciblés analysent la composition et la densité des molécules afin de les répartir dans le bon groupe de catégorie. Identifier, nettoyer et isoler les impuretés des matériaux augmentent l’affinage de la catégorisation des différents types de résines synthétiques broyées.
Le tri par flottaison est une autre phase de séparation des plastiques. Cette étape consiste à immerger les polymères broyés en paillettes dans une cuve comprenant un mélange d’eau et d’additifs afin de finaliser la séparation des plastiques selon leur densité (les paillettes de bouteilles PET flotteront par exemple, à l’inverse de celles des bouchons PP). Les matières indésirables auront été extraites des matériaux au préalable.
Le recyclage chimique ou upcycling
Il s’agit de décomposer la structure du produit comportant plusieurs composants (et additifs) différents pour se rapprocher le plus possible du monomère de référence. La méthode du recyclage chimique consiste à modifier la structure moléculaire des polymères afin d’obtenir des monomères conformes au matériau originel pour correspondre le plus aux propriétés optimales.
L’utilisation de la dépolymérisation peut être chimique, enzymatique ou thermique.
La méthode chimique utilise des réactifs de type solvants qui vont détériorer la chaîne de molécules. Les solutés employés sont l’eau, l’alcool, le méthanol, l’ammoniaque, etc.
La seconde technique est basée sur une enzyme qui brise la structure moléculaire, revenant ainsi au monomère de base. Cette décomposition est donc plus lente et peut être comparée à celle du système digestif.
La dépolymérisation thermique est basée sur la technique de la pyrolyse. Ce procédé nécessite un milieu pauvre en oxygène afin de déstructurer la chaîne de molécules en monomères vierges.
Le cracking – quant à lui – sépare tous les éléments constituant la chaîne moléculaire du polymère sans sélection. Cette méthode permet la fabrication de plusieurs produits. L’utilisation de la dépolymérisation thermique ou du cracking découle surtout du type de polymère, mais ces techniques sont considérées chacune comme l’extrémité d’un ensemble.
L’économie circulaire du plastique recyclé | 3 objectifs
Afin d’optimiser l’omniprésence des plastiques de nos produits, l’économie circulaire vise 3 objectifs : le recyclage, l’éco-conception de marchandises à partir des matières recyclées et la recherche de solutions alternatives et naturelles.
1. Le recyclage
Bien que les plastiques soient des matériaux récents, le recyclage de ces déchets est d’une importance capitale pour la préservation de nos ressources naturelles et la diminution de notre impact environnemental. Réutiliser les différentes résines permet de valoriser pleinement le potentiel de cet élément. C’est dans cet objectif que les chercheurs travaillent sur les technologies telles que :
- le recyclage chimique : c’est-à-dire la décomposition des résines en monomères permettant la création de plastiques vierges ;
- le recyclage mécanique : qui correspond à la régénération des matières en recyclats pour fabriquer de nouveaux plastiques.
Les opérations de retraitement et régénération fondent ainsi une réponse positive quant à l’autonomie de notre pays concernant son approvisionnement en matières premières. La reconversion maximise l’utilisation des éléments sur des cycles assez importants tout en minimisant les pertes. Les résines non recyclées peuvent être utilisées comme source d’énergie.
De la même manière, l’intégration de la matière première recyclée originelle – lors de l’élaboration de nouveaux produits – génère une diminution de la dépense énergétique, de la consommation d’eau ainsi que des émissions de CO₂.
2. L’éco-conception de produits
La démarche écologique intègre les données environnementales d’un bien ou d’un service, dès la phase de création et tout au long de son cycle de vie, afin de diminuer son impact sur l’écosystème naturel.
La fabrication de ces articles nécessite l’implication de plusieurs métiers du secteur d’activité concerné, mais aussi le concours d’autres entreprises maîtrisant différents champ d’action nécessaires à cette nouvelle production. De l’action coordonnée de ces différents acteurs résulte un produit fini dont la qualité est effective également en terme de ressources et technicités employées, mais aussi des fonctionnalités plus complètes.
Cette valorisation est une réflexion anticipée qui concerne la fin de vie de son bien ou service. L’analyse prend en compte :
- le choix des matières et leur durée de vie ;
- la recyclabilité et l’intégration de recyclats lors du processus de fabrication ;
- la demande croissante d’objets innovants par les consommateurs.
L’éco-conception favorise la pérennité de l’entreprise et encourage la création d’emplois dans les secteurs de la gestion des déchets, des énergies renouvelables, etc.
La réduction de leur consommation, le choix de produits recyclés ou durables résultent de la responsabilité des clients, le comportement d’achat est primordial.
3. La recherche de solutions alternatives et naturelles
Les travaux pluridisciplinaires en cours sont axés sur un recyclage plus vertueux et une production de matières plastiques issues de micro-organismes naturels. Une partie de ces recherches portent sur l’optimisation du tri des déchets sur la base d’expertises scientifiques avérées. D’autres études interdisciplinaires sont menées par des groupes de chercheurs tels que le CNRS ou le Groupe français d’études et d’applications des polymères concernant le devenir des plastiques.
Prenons l’exemple de Rémy Lucas, créateur de la société Algopack. Cet ingénieur breton a mis au point un nouveau matériau composé de 50 % d’algues brunes et de 50 % de plastiques, l’Algoblend. L’avantage principal du bioplastique réside dans sa capacité de décomposition rapide d’environ 3 mois. Le second attrait de la substance est de pouvoir nettoyer les zones polluées par ces goémons en les réutilisant. Cette chimie verte permet de mettre en adéquation la science et le développement durable. Les applications de ce process sont multiples et respectueuses des écosystèmes.
Ces innovations, qui s’inspirent largement de la nature, participent au bon développement de disciplines telles que la biochimie et les bioprocédés non-polluants. De nombreuses avancées sont envisageables et en cours de réalisation pour que la valorisation du plastique recyclé devienne une véritable solution éco-citoyenne.