Faire du vierge avec du vieux
Pour comprendre le principe du recyclage chimique, il faut se rappeler que tous les plastiques sont composés d’une ou plusieurs molécules de base, appelées monomères, qui se répètent pour former une longue chaîne : le polymère. Dans la majorité des cas, ce ou ces monomères sont obtenus à partir des gaz ou des huiles issus du raffinage du pétrole.
A ce jour, il existe principalement trois familles de technologies pour recycler les plastiques autrement que par le recyclage mécanique. Bien que différents, ces trois types de technologies ont un objectif commun : que les plastiques en fin de vie réintègrent l’une ou l’autre des principales étapes de leur procédé initial de fabrication ; c’est-à-dire, en les retransformant soit en matières premières pour la pétrochimie, soit en monomères de base, soit en polymères purifiés. C’est en quelque sorte pour les plastiques un retour aux sources. Ce faisant, le recyclage chimique permet de fabriquer des polymères aux propriétés équivalentes à celles des résines vierges.
C’est également l’accomplissement d’un changement de paradigme. Ces technologies ambitionnent de pallier les limites posées par le recyclage mécanique. Non de se substituer à celui-ci, mais de le compléter. Ainsi, la plupart des déchets plastiques pourraient, dans un avenir pas si lointain, intégrer une chaîne de recyclage. Tous constitueront alors une ressource précieuse qu’il conviendra de collecter et trier à l’égal des autres matériaux déjà stars du recyclage.
Le recyclage chimique n’a pas pour objectif de remplacer le recyclage mécanique qui chaque jour fait la preuve de son efficacité. Le recyclage chimique devient intéressant dans le cas de polymères plus complexes à recycler. Il faut donc le percevoir comme un complément. |
Fini aussi les interrogations sur la présence de certaines substances, notamment celles dites « héritées », ces additifs autorisés dans le passé mais qui ne le sont plus (ou pourraient ne plus l’être demain), pouvant limiter les applications du plastique recyclé. Cet atout propre au recyclage chimique ouvrirait de fait la voie de l’économie circulaire à l’ensemble des plastiques utilisés dans des domaines aussi sensibles que le contact alimentaire, le médical ou encore les jouets qui tous sont soumis à une réglementation sanitaire des plus exigeante.
En matière d’utilisation des ressources, le recours au recyclage chimique comme au recyclage mécanique devrait permettre de réduire la dépendance de la production de polymères aux énergies fossiles, même s’il est généralement admis que les plastiques ne représentent que 4% de la consommation de pétrole. Il est également une voie primordiale pour répondre aux exigences réglementaires qui se profilent en matière d’intégration de recyclé dans les produits.
Le recyclage mécanique est parfaitement adapté et déjà largement utilisé pour de nombreux produits plastiques en fin de vie. Ceux-ci sont triés, broyés, lavés et refondus sous la forme de granulés ou de paillettes, qui sont ensuite transformés en nouveaux produits. Cette technologie relativement simple, et qui n’a pas encore atteint tout son potentiel, fonctionne très bien pour les objets constitués d’un seul polymère, un bidon en polyéthylène par exemple, ou pour ceux dont il est possible de séparer aisément les différents constituants, comme les huisseries usagées. C’est moins vrai lorsque plusieurs polymères sont étroitement associés, ou combinés avec d’autres matériaux, et qu’ils sont difficiles à séparer. C’est le cas de certains emballages alimentaires dits multicouches ou de résidus de tri ou de broyage de certains déchets plastiques. C’est pour eux que les trois technologies de recyclage chimique prennent tout leur sens.
La règle de trois
Actuellement, trois technologies innovantes permettent de compléter le recyclage mécanique.
La conversion : du polymère vers sa matière première hydrocarbonée
La majorité des polymères est issue de matières premières hydrocarbonées (gaz ou huiles). L’objectif de la conversion est leur faire retrouver leur état de matières premières. |
La conversion est un procédé qui permet de transformer les déchets plastiques en hydrocarbures. Grâce à de la chaleur et peu, voire pas, d’oxygène, les déchets plastiques sont « craqués » pour obtenir soit une huile (pyrolyse), soit du gaz (gazéification). Après purification, ceux-ci peuvent alimenter les raffineries ou les craqueurs, dont les produits servent ensuite à fabriquer, entre autres, de nouvelles matières plastiques.
|
C’est, aujourd’hui, la technique qui se développe le plus. Elle peut en effet s’appliquer à presque tous les types de déchets, en particulier ceux constitués de plusieurs polymères ou matériaux, comme certains emballages alimentaires multicouches. Elle est également très efficace pour « débarrasser » les polymères de toutes leurs impuretés.
La dépolymérisation : du polymère vers le monomère
|
Cette opération consiste à rompre les liaisons chimiques du polymère pour revenir au monomère, soit sous l’effet d’agents chimiques (solvants, eau, alcools), soit sous celui de la chaleur. |
Comme leur nom l’indique, un polymère est une chaîne de monomères qui se répète. L’objectif de la dépolymérisation est de casser cette chaîne pour revenir au monomère de base. |
La dissolution : du polymère vers le polymère purifié
La dissolution permet de dissoudre le polymère sans altérer sa structure chimique. L’objectif est de le débarrasser de toutes ses impuretés. |
Comme son nom l’indique, la dissolution est un processus dans lequel les polymères sont dissous le plus souvent dans un bain de solvants. Cette technologie ne modifie pas la structure chimique du polymère, mais permet de le séparer de certains additifs, impuretés ou autres matériaux. Ce principe de recyclage s’appuie sur la solvabilité des polymères qui eux seuls sont dissous, alors que les autres éléments restent à l’état solide. |
Comme dans le cas du recyclage mécanique, le polymère ainsi récupéré sert directement à la fabrication de nouveaux objets sans qu’il ait besoin d’être de nouveau polymérisé.
Toutes ces technologies innovantes permettent de réduire l’empreinte environnementale des plastiques. Encore fréquemment au stade de pilote industriel et nécessitant des investissements importants, elles doivent encore être optimisées et atteindre une plus grande échelle de production pour démontrer leur plein potentiel de performance technique et économique.
